fs/direct-io.c

   1 /*
   2  * fs/direct-io.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 2002, Linus Torvalds.
   5  *
   6  * O_DIRECT
   7  *
   8  * 04Jul2002    Andrew Morton
   9  *              Initial version
  10  * 11Sep2002    janetinc@us.ibm.com
  11  *              added readv/writev support.
  12  * 29Oct2002    Andrew Morton
  13  *              rewrote bio_add_page() support.
  14  * 30Oct2002    pbadari@us.ibm.com
  15  *              added support for non-aligned IO.
  16  * 06Nov2002    pbadari@us.ibm.com
  17  *              added asynchronous IO support.
  18  * 21Jul2003    nathans@sgi.com
  19  *              added IO completion notifier.
  20  */
  21
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/module.h>
  24 #include <linux/types.h>
  25 #include <linux/fs.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/highmem.h>
  29 #include <linux/pagemap.h>
  30 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  31 #include <linux/bio.h>
  32 #include <linux/wait.h>
  33 #include <linux/err.h>
  34 #include <linux/blkdev.h>
  35 #include <linux/buffer_head.h>
  36 #include <linux/rwsem.h>
  37 #include <linux/uio.h>
  38 #include <linux/atomic.h>
  39 #include <linux/prefetch.h>
  40
  41 /*
  42  * How many user pages to map in one call to get_user_pages().  This determines
  43  * the size of a structure in the slab cache
  44  */
  45 #define DIO_PAGES       64
  46
  47 /*
  48  * This code generally works in units of "dio_blocks".  A dio_block is
  49  * somewhere between the hard sector size and the filesystem block size.  it
  50  * is determined on a per-invocation basis.   When talking to the filesystem
  51  * we need to convert dio_blocks to fs_blocks by scaling the dio_block quantity
  52  * down by dio->blkfactor.  Similarly, fs-blocksize quantities are converted
  53  * to bio_block quantities by shifting left by blkfactor.
  54  *
  55  * If blkfactor is zero then the user's request was aligned to the filesystem's
  56  * blocksize.
  57  */
  58
  59 /* dio_state only used in the submission path */
  60
  61 struct dio_submit {
  62         struct bio *bio;                /* bio under assembly */
  63         unsigned blkbits;               /* doesn't change */
  64         unsigned blkfactor;             /* When we're using an alignment which
  65                                            is finer than the filesystem's soft
  66                                            blocksize, this specifies how much
  67                                            finer.  blkfactor=2 means 1/4-block
  68                                            alignment.  Does not change */
  69         unsigned start_zero_done;       /* flag: sub-blocksize zeroing has
  70                                            been performed at the start of a
  71                                            write */
  72         int pages_in_io;                /* approximate total IO pages */
  73         sector_t block_in_file;         /* Current offset into the underlying
  74                                            file in dio_block units. */
  75         unsigned blocks_available;      /* At block_in_file.  changes */
  76         int reap_counter;               /* rate limit reaping */
  77         sector_t final_block_in_request;/* doesn't change */
  78         int boundary;                   /* prev block is at a boundary */
  79         get_block_t *get_block;         /* block mapping function */
  80         dio_submit_t *submit_io;        /* IO submition function */
  81
  82         loff_t logical_offset_in_bio;   /* current first logical block in bio */
  83         sector_t final_block_in_bio;    /* current final block in bio + 1 */
  84         sector_t next_block_for_io;     /* next block to be put under IO,
  85                                            in dio_blocks units */
  86
  87         /*
  88          * Deferred addition of a page to the dio.  These variables are
  89          * private to dio_send_cur_page(), submit_page_section() and
  90          * dio_bio_add_page().
  91          */
  92         struct page *cur_page;          /* The page */
  93         unsigned cur_page_offset;       /* Offset into it, in bytes */
  94         unsigned cur_page_len;          /* Nr of bytes at cur_page_offset */
  95         sector_t cur_page_block;        /* Where it starts */
  96         loff_t cur_page_fs_offset;      /* Offset in file */
  97
  98         struct iov_iter *iter;
  99         /*
 100          * Page queue.  These variables belong to dio_refill_pages() and
 101          * dio_get_page().
 102          */
 103         unsigned head;                  /* next page to process */
 104         unsigned tail;                  /* last valid page + 1 */
 105         size_t from, to;
 106 };
 107
 108 /* dio_state communicated between submission path and end_io */
 109 struct dio {
 110         int flags;                      /* doesn't change */
 111         int op;
 112         int op_flags;
 113         blk_qc_t bio_cookie;
 114         struct block_device *bio_bdev;
 115         struct inode *inode;
 116         loff_t i_size;                  /* i_size when submitted */
 117         dio_iodone_t *end_io;           /* IO completion function */
 118
 119         void *private;                  /* copy from map_bh.b_private */
 120
 121         /* BIO completion state */
 122         spinlock_t bio_lock;            /* protects BIO fields below */
 123         int page_errors;                /* errno from get_user_pages() */
 124         int is_async;                   /* is IO async ? */
 125         bool defer_completion;          /* defer AIO completion to workqueue? */
 126         bool should_dirty;              /* if pages should be dirtied */
 127         int io_error;                   /* IO error in completion path */
 128         unsigned long refcount;         /* direct_io_worker() and bios */
 129         struct bio *bio_list;           /* singly linked via bi_private */
 130         struct task_struct *waiter;     /* waiting task (NULL if none) */
 131
 132         /* AIO related stuff */
 133         struct kiocb *iocb;             /* kiocb */
 134         ssize_t result;                 /* IO result */
 135
 136         /*
 137          * pages[] (and any fields placed after it) are not zeroed out at
 138          * allocation time.  Don't add new fields after pages[] unless you
 139          * wish that they not be zeroed.
 140          */
 141         union {
 142                 struct page *pages[DIO_PAGES];  /* page buffer */
 143                 struct work_struct complete_work;/* deferred AIO completion */
 144         };
 145 } ____cacheline_aligned_in_smp;
 146
 147 static struct kmem_cache *dio_cache __read_mostly;
 148
 149 /*
 150  * How many pages are in the queue?
 151  */
 152 static inline unsigned dio_pages_present(struct dio_submit *sdio)
 153 {
 154         return sdio->tail - sdio->head;
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Go grab and pin some userspace pages.   Typically we'll get 64 at a time.
 159  */
 160 static inline int dio_refill_pages(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
 161 {
 162         ssize_t ret;
 163
 164         ret = iov_iter_get_pages(sdio->iter, dio->pages, LONG_MAX, DIO_PAGES,
 165                                 &sdio->from);
 166
 167         if (ret < 0 && sdio->blocks_available && (dio->op == REQ_OP_WRITE)) {
 168                 struct page *page = ZERO_PAGE(0);
 169                 /*
 170                  * A memory fault, but the filesystem has some outstanding
 171                  * mapped blocks.  We need to use those blocks up to avoid
 172                  * leaking stale data in the file.
 173                  */
 174                 if (dio->page_errors == 0)
 175                         dio->page_errors = ret;
 176                 get_page(page);
 177                 dio->pages[0] = page;
 178                 sdio->head = 0;
 179                 sdio->tail = 1;
 180                 sdio->from = 0;
 181                 sdio->to = PAGE_SIZE;
 182                 return 0;
 183         }
 184
 185         if (ret >= 0) {
 186                 iov_iter_advance(sdio->iter, ret);
 187                 ret += sdio->from;
 188                 sdio->head = 0;
 189                 sdio->tail = (ret + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 190                 sdio->to = ((ret - 1) & (PAGE_SIZE - 1)) + 1;
 191                 return 0;
 192         }
 193         return ret;
 194 }
 195
 196 /*
 197  * Get another userspace page.  Returns an ERR_PTR on error.  Pages are
 198  * buffered inside the dio so that we can call get_user_pages() against a
 199  * decent number of pages, less frequently.  To provide nicer use of the
 200  * L1 cache.
 201  */
 202 static inline struct page *dio_get_page(struct dio *dio,
 203                                         struct dio_submit *sdio)
 204 {
 205         if (dio_pages_present(sdio) == 0) {
 206                 int ret;
 207
 208                 ret = dio_refill_pages(dio, sdio);
 209                 if (ret)
 210                         return ERR_PTR(ret);
 211                 BUG_ON(dio_pages_present(sdio) == 0);
 212         }
 213         return dio->pages[sdio->head];
 214 }
 215
 216 /**
 217  * dio_complete() - called when all DIO BIO I/O has been completed
 218  * @offset: the byte offset in the file of the completed operation
 219  *
 220  * This drops i_dio_count, lets interested parties know that a DIO operation
 221  * has completed, and calculates the resulting return code for the operation.
 222  *
 223  * It lets the filesystem know if it registered an interest earlier via
 224  * get_block.  Pass the private field of the map buffer_head so that
 225  * filesystems can use it to hold additional state between get_block calls and
 226  * dio_complete.
 227  */
 228 static ssize_t dio_complete(struct dio *dio, ssize_t ret, bool is_async)
 229 {
 230         loff_t offset = dio->iocb->ki_pos;
 231         ssize_t transferred = 0;
 232
 233         /*
 234          * AIO submission can race with bio completion to get here while
 235          * expecting to have the last io completed by bio completion.
 236          * In that case -EIOCBQUEUED is in fact not an error we want
 237          * to preserve through this call.
 238          */
 239         if (ret == -EIOCBQUEUED)
 240                 ret = 0;
 241
 242         if (dio->result) {
 243                 transferred = dio->result;
 244
 245                 /* Check for short read case */
 246                 if ((dio->op == REQ_OP_READ) &&
 247                     ((offset + transferred) > dio->i_size))
 248                         transferred = dio->i_size - offset;
 249         }
 250
 251         if (ret == 0)
 252                 ret = dio->page_errors;
 253         if (ret == 0)
 254                 ret = dio->io_error;
 255         if (ret == 0)
 256                 ret = transferred;
 257
 258         if (dio->end_io) {
 259                 int err;
 260
 261                 // XXX: ki_pos??
 262                 err = dio->end_io(dio->iocb, offset, ret, dio->private);
 263                 if (err)
 264                         ret = err;
 265         }
 266
 267         if (!(dio->flags & DIO_SKIP_DIO_COUNT))
 268                 inode_dio_end(dio->inode);
 269
 270         if (is_async) {
 271                 /*
 272                  * generic_write_sync expects ki_pos to have been updated
 273                  * already, but the submission path only does this for
 274                  * synchronous I/O.
 275                  */
 276                 dio->iocb->ki_pos += transferred;
 277
 278                 if (dio->op == REQ_OP_WRITE)
 279                         ret = generic_write_sync(dio->iocb,  transferred);
 280                 dio->iocb->ki_complete(dio->iocb, ret, 0);
 281         }
 282
 283         kmem_cache_free(dio_cache, dio);
 284         return ret;
 285 }
 286
 287 static void dio_aio_complete_work(struct work_struct *work)
 288 {
 289         struct dio *dio = container_of(work, struct dio, complete_work);
 290
 291         dio_complete(dio, 0, true);
 292 }
 293
 294 static int dio_bio_complete(struct dio *dio, struct bio *bio);
 295
 296 /*
 297  * Asynchronous IO callback.
 298  */
 299 static void dio_bio_end_aio(struct bio *bio)
 300 {
 301         struct dio *dio = bio->bi_private;
 302         unsigned long remaining;
 303         unsigned long flags;
 304
 305         /* cleanup the bio */
 306         dio_bio_complete(dio, bio);
 307
 308         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 309         remaining = --dio->refcount;
 310         if (remaining == 1 && dio->waiter)
 311                 wake_up_process(dio->waiter);
 312         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 313
 314         if (remaining == 0) {
 315                 if (dio->result && dio->defer_completion) {
 316                         INIT_WORK(&dio->complete_work, dio_aio_complete_work);
 317                         queue_work(dio->inode->i_sb->s_dio_done_wq,
 318                                    &dio->complete_work);
 319                 } else {
 320                         dio_complete(dio, 0, true);
 321                 }
 322         }
 323 }
 324
 325 /*
 326  * The BIO completion handler simply queues the BIO up for the process-context
 327  * handler.
 328  *
 329  * During I/O bi_private points at the dio.  After I/O, bi_private is used to
 330  * implement a singly-linked list of completed BIOs, at dio->bio_list.
 331  */
 332 static void dio_bio_end_io(struct bio *bio)
 333 {
 334         struct dio *dio = bio->bi_private;
 335         unsigned long flags;
 336
 337         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 338         bio->bi_private = dio->bio_list;
 339         dio->bio_list = bio;
 340         if (--dio->refcount == 1 && dio->waiter)
 341                 wake_up_process(dio->waiter);
 342         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 343 }
 344
 345 /**
 346  * dio_end_io - handle the end io action for the given bio
 347  * @bio: The direct io bio thats being completed
 348  * @error: Error if there was one
 349  *
 350  * This is meant to be called by any filesystem that uses their own dio_submit_t
 351  * so that the DIO specific endio actions are dealt with after the filesystem
 352  * has done it's completion work.
 353  */
 354 void dio_end_io(struct bio *bio, int error)
 355 {
 356         struct dio *dio = bio->bi_private;
 357
 358         if (dio->is_async)
 359                 dio_bio_end_aio(bio);
 360         else
 361                 dio_bio_end_io(bio);
 362 }
 363 EXPORT_SYMBOL_GPL(dio_end_io);
 364
 365 static inline void
 366 dio_bio_alloc(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 367               struct block_device *bdev,
 368               sector_t first_sector, int nr_vecs)
 369 {
 370         struct bio *bio;
 371
 372         /*
 373          * bio_alloc() is guaranteed to return a bio when called with
 374          * __GFP_RECLAIM and we request a valid number of vectors.
 375          */
 376         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_vecs);
 377
 378         bio->bi_bdev = bdev;
 379         bio->bi_iter.bi_sector = first_sector;
 380         bio_set_op_attrs(bio, dio->op, dio->op_flags);
 381         if (dio->is_async)
 382                 bio->bi_end_io = dio_bio_end_aio;
 383         else
 384                 bio->bi_end_io = dio_bio_end_io;
 385
 386         sdio->bio = bio;
 387         sdio->logical_offset_in_bio = sdio->cur_page_fs_offset;
 388 }
 389
 390 /*
 391  * In the AIO read case we speculatively dirty the pages before starting IO.
 392  * During IO completion, any of these pages which happen to have been written
 393  * back will be redirtied by bio_check_pages_dirty().
 394  *
 395  * bios hold a dio reference between submit_bio and ->end_io.
 396  */
 397 static inline void dio_bio_submit(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
 398 {
 399         struct bio *bio = sdio->bio;
 400         unsigned long flags;
 401
 402         bio->bi_private = dio;
 403
 404         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 405         dio->refcount++;
 406         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 407
 408         if (dio->is_async && dio->op == REQ_OP_READ && dio->should_dirty)
 409                 bio_set_pages_dirty(bio);
 410
 411         dio->bio_bdev = bio->bi_bdev;
 412
 413         if (sdio->submit_io) {
 414                 sdio->submit_io(bio, dio->inode, sdio->logical_offset_in_bio);
 415                 dio->bio_cookie = BLK_QC_T_NONE;
 416         } else
 417                 dio->bio_cookie = submit_bio(bio);
 418
 419         sdio->bio = NULL;
 420         sdio->boundary = 0;
 421         sdio->logical_offset_in_bio = 0;
 422 }
 423
 424 /*
 425  * Release any resources in case of a failure
 426  */
 427 static inline void dio_cleanup(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
 428 {
 429         while (sdio->head < sdio->tail)
 430                 put_page(dio->pages[sdio->head++]);
 431 }
 432
 433 /*
 434  * Wait for the next BIO to complete.  Remove it and return it.  NULL is
 435  * returned once all BIOs have been completed.  This must only be called once
 436  * all bios have been issued so that dio->refcount can only decrease.  This
 437  * requires that that the caller hold a reference on the dio.
 438  */
 439 static struct bio *dio_await_one(struct dio *dio)
 440 {
 441         unsigned long flags;
 442         struct bio *bio = NULL;
 443
 444         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 445
 446         /*
 447          * Wait as long as the list is empty and there are bios in flight.  bio
 448          * completion drops the count, maybe adds to the list, and wakes while
 449          * holding the bio_lock so we don't need set_current_state()'s barrier
 450          * and can call it after testing our condition.
 451          */
 452         while (dio->refcount > 1 && dio->bio_list == NULL) {
 453                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 454                 dio->waiter = current;
 455                 spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 456                 if (!(dio->iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 457                     !blk_poll(bdev_get_queue(dio->bio_bdev), dio->bio_cookie))
 458                         io_schedule();
 459                 /* wake up sets us TASK_RUNNING */
 460                 spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 461                 dio->waiter = NULL;
 462         }
 463         if (dio->bio_list) {
 464                 bio = dio->bio_list;
 465                 dio->bio_list = bio->bi_private;
 466         }
 467         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 468         return bio;
 469 }
 470
 471 /*
 472  * Process one completed BIO.  No locks are held.
 473  */
 474 static int dio_bio_complete(struct dio *dio, struct bio *bio)
 475 {
 476         struct bio_vec *bvec;
 477         unsigned i;
 478         int err;
 479
 480         if (bio->bi_error)
 481                 dio->io_error = -EIO;
 482
 483         if (dio->is_async && dio->op == REQ_OP_READ && dio->should_dirty) {
 484                 err = bio->bi_error;
 485                 bio_check_pages_dirty(bio);     /* transfers ownership */
 486         } else {
 487                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
 488                         struct page *page = bvec->bv_page;
 489
 490                         if (dio->op == REQ_OP_READ && !PageCompound(page) &&
 491                                         dio->should_dirty)
 492                                 set_page_dirty_lock(page);
 493                         put_page(page);
 494                 }
 495                 err = bio->bi_error;
 496                 bio_put(bio);
 497         }
 498         return err;
 499 }
 500
 501 /*
 502  * Wait on and process all in-flight BIOs.  This must only be called once
 503  * all bios have been issued so that the refcount can only decrease.
 504  * This just waits for all bios to make it through dio_bio_complete.  IO
 505  * errors are propagated through dio->io_error and should be propagated via
 506  * dio_complete().
 507  */
 508 static void dio_await_completion(struct dio *dio)
 509 {
 510         struct bio *bio;
 511         do {
 512                 bio = dio_await_one(dio);
 513                 if (bio)
 514                         dio_bio_complete(dio, bio);
 515         } while (bio);
 516 }
 517
 518 /*
 519  * A really large O_DIRECT read or write can generate a lot of BIOs.  So
 520  * to keep the memory consumption sane we periodically reap any completed BIOs
 521  * during the BIO generation phase.
 522  *
 523  * This also helps to limit the peak amount of pinned userspace memory.
 524  */
 525 static inline int dio_bio_reap(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
 526 {
 527         int ret = 0;
 528
 529         if (sdio->reap_counter++ >= 64) {
 530                 while (dio->bio_list) {
 531                         unsigned long flags;
 532                         struct bio *bio;
 533                         int ret2;
 534
 535                         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 536                         bio = dio->bio_list;
 537                         dio->bio_list = bio->bi_private;
 538                         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 539                         ret2 = dio_bio_complete(dio, bio);
 540                         if (ret == 0)
 541                                 ret = ret2;
 542                 }
 543                 sdio->reap_counter = 0;
 544         }
 545         return ret;
 546 }
 547
 548 /*
 549  * Create workqueue for deferred direct IO completions. We allocate the
 550  * workqueue when it's first needed. This avoids creating workqueue for
 551  * filesystems that don't need it and also allows us to create the workqueue
 552  * late enough so the we can include s_id in the name of the workqueue.
 553  */
 554 static int sb_init_dio_done_wq(struct super_block *sb)
 555 {
 556         struct workqueue_struct *old;
 557         struct workqueue_struct *wq = alloc_workqueue("dio/%s",
 558                                                       WQ_MEM_RECLAIM, 0,
 559                                                       sb->s_id);
 560         if (!wq)
 561                 return -ENOMEM;
 562         /*
 563          * This has to be atomic as more DIOs can race to create the workqueue
 564          */
 565         old = cmpxchg(&sb->s_dio_done_wq, NULL, wq);
 566         /* Someone created workqueue before us? Free ours... */
 567         if (old)
 568                 destroy_workqueue(wq);
 569         return 0;
 570 }
 571
 572 static int dio_set_defer_completion(struct dio *dio)
 573 {
 574         struct super_block *sb = dio->inode->i_sb;
 575
 576         if (dio->defer_completion)
 577                 return 0;
 578         dio->defer_completion = true;
 579         if (!sb->s_dio_done_wq)
 580                 return sb_init_dio_done_wq(sb);
 581         return 0;
 582 }
 583
 584 /*
 585  * Call into the fs to map some more disk blocks.  We record the current number
 586  * of available blocks at sdio->blocks_available.  These are in units of the
 587  * fs blocksize, (1 << inode->i_blkbits).
 588  *
 589  * The fs is allowed to map lots of blocks at once.  If it wants to do that,
 590  * it uses the passed inode-relative block number as the file offset, as usual.
 591  *
 592  * get_block() is passed the number of i_blkbits-sized blocks which direct_io
 593  * has remaining to do.  The fs should not map more than this number of blocks.
 594  *
 595  * If the fs has mapped a lot of blocks, it should populate bh->b_size to
 596  * indicate how much contiguous disk space has been made available at
 597  * bh->b_blocknr.
 598  *
 599  * If *any* of the mapped blocks are new, then the fs must set buffer_new().
 600  * This isn't very efficient...
 601  *
 602  * In the case of filesystem holes: the fs may return an arbitrarily-large
 603  * hole by returning an appropriate value in b_size and by clearing
 604  * buffer_mapped().  However the direct-io code will only process holes one
 605  * block at a time - it will repeatedly call get_block() as it walks the hole.
 606  */
 607 static int get_more_blocks(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 608                            struct buffer_head *map_bh)
 609 {
 610         int ret;
 611         sector_t fs_startblk;   /* Into file, in filesystem-sized blocks */
 612         sector_t fs_endblk;     /* Into file, in filesystem-sized blocks */
 613         unsigned long fs_count; /* Number of filesystem-sized blocks */
 614         int create;
 615         unsigned int i_blkbits = sdio->blkbits + sdio->blkfactor;
 616
 617         /*
 618          * If there was a memory error and we've overwritten all the
 619          * mapped blocks then we can now return that memory error
 620          */
 621         ret = dio->page_errors;
 622         if (ret == 0) {
 623                 BUG_ON(sdio->block_in_file >= sdio->final_block_in_request);
 624                 fs_startblk = sdio->block_in_file >> sdio->blkfactor;
 625                 fs_endblk = (sdio->final_block_in_request - 1) >>
 626                                         sdio->blkfactor;
 627                 fs_count = fs_endblk - fs_startblk + 1;
 628
 629                 map_bh->b_state = 0;
 630                 map_bh->b_size = fs_count << i_blkbits;
 631
 632                 /*
 633                  * For writes that could fill holes inside i_size on a
 634                  * DIO_SKIP_HOLES filesystem we forbid block creations: only
 635                  * overwrites are permitted. We will return early to the caller
 636                  * once we see an unmapped buffer head returned, and the caller
 637                  * will fall back to buffered I/O.
 638                  *
 639                  * Otherwise the decision is left to the get_blocks method,
 640                  * which may decide to handle it or also return an unmapped
 641                  * buffer head.
 642                  */
 643                 create = dio->op == REQ_OP_WRITE;
 644                 if (dio->flags & DIO_SKIP_HOLES) {
 645                         if (fs_startblk <= ((i_size_read(dio->inode) - 1) >>
 646                                                         i_blkbits))
 647                                 create = 0;
 648                 }
 649
 650                 ret = (*sdio->get_block)(dio->inode, fs_startblk,
 651                                                 map_bh, create);
 652
 653                 /* Store for completion */
 654                 dio->private = map_bh->b_private;
 655
 656                 if (ret == 0 && buffer_defer_completion(map_bh))
 657                         ret = dio_set_defer_completion(dio);
 658         }
 659         return ret;
 660 }
 661
 662 /*
 663  * There is no bio.  Make one now.
 664  */
 665 static inline int dio_new_bio(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 666                 sector_t start_sector, struct buffer_head *map_bh)
 667 {
 668         sector_t sector;
 669         int ret, nr_pages;
 670
 671         ret = dio_bio_reap(dio, sdio);
 672         if (ret)
 673                 goto out;
 674         sector = start_sector << (sdio->blkbits - 9);
 675         nr_pages = min(sdio->pages_in_io, BIO_MAX_PAGES);
 676         BUG_ON(nr_pages <= 0);
 677         dio_bio_alloc(dio, sdio, map_bh->b_bdev, sector, nr_pages);
 678         sdio->boundary = 0;
 679 out:
 680         return ret;
 681 }
 682
 683 /*
 684  * Attempt to put the current chunk of 'cur_page' into the current BIO.  If
 685  * that was successful then update final_block_in_bio and take a ref against
 686  * the just-added page.
 687  *
 688  * Return zero on success.  Non-zero means the caller needs to start a new BIO.
 689  */
 690 static inline int dio_bio_add_page(struct dio_submit *sdio)
 691 {
 692         int ret;
 693
 694         ret = bio_add_page(sdio->bio, sdio->cur_page,
 695                         sdio->cur_page_len, sdio->cur_page_offset);
 696         if (ret == sdio->cur_page_len) {
 697                 /*
 698                  * Decrement count only, if we are done with this page
 699                  */
 700                 if ((sdio->cur_page_len + sdio->cur_page_offset) == PAGE_SIZE)
 701                         sdio->pages_in_io--;
 702                 get_page(sdio->cur_page);
 703                 sdio->final_block_in_bio = sdio->cur_page_block +
 704                         (sdio->cur_page_len >> sdio->blkbits);
 705                 ret = 0;
 706         } else {
 707                 ret = 1;
 708         }
 709         return ret;
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Put cur_page under IO.  The section of cur_page which is described by
 714  * cur_page_offset,cur_page_len is put into a BIO.  The section of cur_page
 715  * starts on-disk at cur_page_block.
 716  *
 717  * We take a ref against the page here (on behalf of its presence in the bio).
 718  *
 719  * The caller of this function is responsible for removing cur_page from the
 720  * dio, and for dropping the refcount which came from that presence.
 721  */
 722 static inline int dio_send_cur_page(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 723                 struct buffer_head *map_bh)
 724 {
 725         int ret = 0;
 726
 727         if (sdio->bio) {
 728                 loff_t cur_offset = sdio->cur_page_fs_offset;
 729                 loff_t bio_next_offset = sdio->logical_offset_in_bio +
 730                         sdio->bio->bi_iter.bi_size;
 731
 732                 /*
 733                  * See whether this new request is contiguous with the old.
 734                  *
 735                  * Btrfs cannot handle having logically non-contiguous requests
 736                  * submitted.  For example if you have
 737                  *
 738                  * Logical:  [0-4095][HOLE][8192-12287]
 739                  * Physical: [0-4095]      [4096-8191]
 740                  *
 741                  * We cannot submit those pages together as one BIO.  So if our
 742                  * current logical offset in the file does not equal what would
 743                  * be the next logical offset in the bio, submit the bio we
 744                  * have.
 745                  */
 746                 if (sdio->final_block_in_bio != sdio->cur_page_block ||
 747                     cur_offset != bio_next_offset)
 748                         dio_bio_submit(dio, sdio);
 749         }
 750
 751         if (sdio->bio == NULL) {
 752                 ret = dio_new_bio(dio, sdio, sdio->cur_page_block, map_bh);
 753                 if (ret)
 754                         goto out;
 755         }
 756
 757         if (dio_bio_add_page(sdio) != 0) {
 758                 dio_bio_submit(dio, sdio);
 759                 ret = dio_new_bio(dio, sdio, sdio->cur_page_block, map_bh);
 760                 if (ret == 0) {
 761                         ret = dio_bio_add_page(sdio);
 762                         BUG_ON(ret != 0);
 763                 }
 764         }
 765 out:
 766         return ret;
 767 }
 768
 769 /*
 770  * An autonomous function to put a chunk of a page under deferred IO.
 771  *
 772  * The caller doesn't actually know (or care) whether this piece of page is in
 773  * a BIO, or is under IO or whatever.  We just take care of all possible
 774  * situations here.  The separation between the logic of do_direct_IO() and
 775  * that of submit_page_section() is important for clarity.  Please don't break.
 776  *
 777  * The chunk of page starts on-disk at blocknr.
 778  *
 779  * We perform deferred IO, by recording the last-submitted page inside our
 780  * private part of the dio structure.  If possible, we just expand the IO
 781  * across that page here.
 782  *
 783  * If that doesn't work out then we put the old page into the bio and add this
 784  * page to the dio instead.
 785  */
 786 static inline int
 787 submit_page_section(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio, struct page *page,
 788                     unsigned offset, unsigned len, sector_t blocknr,
 789                     struct buffer_head *map_bh)
 790 {
 791         int ret = 0;
 792
 793         if (dio->op == REQ_OP_WRITE) {
 794                 /*
 795                  * Read accounting is performed in submit_bio()
 796                  */
 797                 task_io_account_write(len);
 798         }
 799
 800         /*
 801          * Can we just grow the current page's presence in the dio?
 802          */
 803         if (sdio->cur_page == page &&
 804             sdio->cur_page_offset + sdio->cur_page_len == offset &&
 805             sdio->cur_page_block +
 806             (sdio->cur_page_len >> sdio->blkbits) == blocknr) {
 807                 sdio->cur_page_len += len;
 808                 goto out;
 809         }
 810
 811         /*
 812          * If there's a deferred page already there then send it.
 813          */
 814         if (sdio->cur_page) {
 815                 ret = dio_send_cur_page(dio, sdio, map_bh);
 816                 put_page(sdio->cur_page);
 817                 sdio->cur_page = NULL;
 818                 if (ret)
 819                         return ret;
 820         }
 821
 822         get_page(page);         /* It is in dio */
 823         sdio->cur_page = page;
 824         sdio->cur_page_offset = offset;
 825         sdio->cur_page_len = len;
 826         sdio->cur_page_block = blocknr;
 827         sdio->cur_page_fs_offset = sdio->block_in_file << sdio->blkbits;
 828 out:
 829         /*
 830          * If sdio->boundary then we want to schedule the IO now to
 831          * avoid metadata seeks.
 832          */
 833         if (sdio->boundary) {
 834                 ret = dio_send_cur_page(dio, sdio, map_bh);
 835                 dio_bio_submit(dio, sdio);
 836                 put_page(sdio->cur_page);
 837                 sdio->cur_page = NULL;
 838         }
 839         return ret;
 840 }
 841
 842 /*
 843  * Clean any dirty buffers in the blockdev mapping which alias newly-created
 844  * file blocks.  Only called for S_ISREG files - blockdevs do not set
 845  * buffer_new
 846  */
 847 static void clean_blockdev_aliases(struct dio *dio, struct buffer_head *map_bh)
 848 {
 849         unsigned i;
 850         unsigned nblocks;
 851
 852         nblocks = map_bh->b_size >> dio->inode->i_blkbits;
 853
 854         for (i = 0; i < nblocks; i++) {
 855                 unmap_underlying_metadata(map_bh->b_bdev,
 856                                           map_bh->b_blocknr + i);
 857         }
 858 }
 859
 860 /*
 861  * If we are not writing the entire block and get_block() allocated
 862  * the block for us, we need to fill-in the unused portion of the
 863  * block with zeros. This happens only if user-buffer, fileoffset or
 864  * io length is not filesystem block-size multiple.
 865  *
 866  * `end' is zero if we're doing the start of the IO, 1 at the end of the
 867  * IO.
 868  */
 869 static inline void dio_zero_block(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 870                 int end, struct buffer_head *map_bh)
 871 {
 872         unsigned dio_blocks_per_fs_block;
 873         unsigned this_chunk_blocks;     /* In dio_blocks */
 874         unsigned this_chunk_bytes;
 875         struct page *page;
 876
 877         sdio->start_zero_done = 1;
 878         if (!sdio->blkfactor || !buffer_new(map_bh))
 879                 return;
 880
 881         dio_blocks_per_fs_block = 1 << sdio->blkfactor;
 882         this_chunk_blocks = sdio->block_in_file & (dio_blocks_per_fs_block - 1);
 883
 884         if (!this_chunk_blocks)
 885                 return;
 886
 887         /*
 888          * We need to zero out part of an fs block.  It is either at the
 889          * beginning or the end of the fs block.
 890          */
 891         if (end)
 892                 this_chunk_blocks = dio_blocks_per_fs_block - this_chunk_blocks;
 893
 894         this_chunk_bytes = this_chunk_blocks << sdio->blkbits;
 895
 896         page = ZERO_PAGE(0);
 897         if (submit_page_section(dio, sdio, page, 0, this_chunk_bytes,
 898                                 sdio->next_block_for_io, map_bh))
 899                 return;
 900
 901         sdio->next_block_for_io += this_chunk_blocks;
 902 }
 903
 904 /*
 905  * Walk the user pages, and the file, mapping blocks to disk and generating
 906  * a sequence of (page,offset,len,block) mappings.  These mappings are injected
 907  * into submit_page_section(), which takes care of the next stage of submission
 908  *
 909  * Direct IO against a blockdev is different from a file.  Because we can
 910  * happily perform page-sized but 512-byte aligned IOs.  It is important that
 911  * blockdev IO be able to have fine alignment and large sizes.
 912  *
 913  * So what we do is to permit the ->get_block function to populate bh.b_size
 914  * with the size of IO which is permitted at this offset and this i_blkbits.
 915  *
 916  * For best results, the blockdev should be set up with 512-byte i_blkbits and
 917  * it should set b_size to PAGE_SIZE or more inside get_block().  This gives
 918  * fine alignment but still allows this function to work in PAGE_SIZE units.
 919  */
 920 static int do_direct_IO(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 921                         struct buffer_head *map_bh)
 922 {
 923         const unsigned blkbits = sdio->blkbits;
 924         int ret = 0;
 925
 926         while (sdio->block_in_file < sdio->final_block_in_request) {
 927                 struct page *page;
 928                 size_t from, to;
 929
 930                 page = dio_get_page(dio, sdio);
 931                 if (IS_ERR(page)) {
 932                         ret = PTR_ERR(page);
 933                         goto out;
 934                 }
 935                 from = sdio->head ? 0 : sdio->from;
 936                 to = (sdio->head == sdio->tail - 1) ? sdio->to : PAGE_SIZE;
 937                 sdio->head++;
 938
 939                 while (from < to) {
 940                         unsigned this_chunk_bytes;      /* # of bytes mapped */
 941                         unsigned this_chunk_blocks;     /* # of blocks */
 942                         unsigned u;
 943
 944                         if (sdio->blocks_available == 0) {
 945                                 /*
 946                                  * Need to go and map some more disk
 947                                  */
 948                                 unsigned long blkmask;
 949                                 unsigned long dio_remainder;
 950
 951                                 ret = get_more_blocks(dio, sdio, map_bh);
 952                                 if (ret) {
 953                                         put_page(page);
 954                                         goto out;
 955                                 }
 956                                 if (!buffer_mapped(map_bh))
 957                                         goto do_holes;
 958
 959                                 sdio->blocks_available =
 960                                                 map_bh->b_size >> sdio->blkbits;
 961                                 sdio->next_block_for_io =
 962                                         map_bh->b_blocknr << sdio->blkfactor;
 963                                 if (buffer_new(map_bh))
 964                                         clean_blockdev_aliases(dio, map_bh);
 965
 966                                 if (!sdio->blkfactor)
 967                                         goto do_holes;
 968
 969                                 blkmask = (1 << sdio->blkfactor) - 1;
 970                                 dio_remainder = (sdio->block_in_file & blkmask);
 971
 972                                 /*
 973                                  * If we are at the start of IO and that IO
 974                                  * starts partway into a fs-block,
 975                                  * dio_remainder will be non-zero.  If the IO
 976                                  * is a read then we can simply advance the IO
 977                                  * cursor to the first block which is to be
 978                                  * read.  But if the IO is a write and the
 979                                  * block was newly allocated we cannot do that;
 980                                  * the start of the fs block must be zeroed out
 981                                  * on-disk
 982                                  */
 983                                 if (!buffer_new(map_bh))
 984                                         sdio->next_block_for_io += dio_remainder;
 985                                 sdio->blocks_available -= dio_remainder;
 986                         }
 987 do_holes:
 988                         /* Handle holes */
 989                         if (!buffer_mapped(map_bh)) {
 990                                 loff_t i_size_aligned;
 991
 992                                 /* AKPM: eargh, -ENOTBLK is a hack */
 993                                 if (dio->op == REQ_OP_WRITE) {
 994                                         put_page(page);
 995                                         return -ENOTBLK;
 996                                 }
 997
 998                                 /*
 999                                  * Be sure to account for a partial block as the
1000                                  * last block in the file
1001                                  */
1002                                 i_size_aligned = ALIGN(i_size_read(dio->inode),
1003                                                         1 << blkbits);
1004                                 if (sdio->block_in_file >=
1005                                                 i_size_aligned >> blkbits) {
1006                                         /* We hit eof */
1007                                         put_page(page);
1008                                         goto out;
1009                                 }
1010                                 zero_user(page, from, 1 << blkbits);
1011                                 sdio->block_in_file++;
1012                                 from += 1 << blkbits;
1013                                 dio->result += 1 << blkbits;
1014                                 goto next_block;
1015                         }
1016
1017                         /*
1018                          * If we're performing IO which has an alignment which
1019                          * is finer than the underlying fs, go check to see if
1020                          * we must zero out the start of this block.
1021                          */
1022                         if (unlikely(sdio->blkfactor && !sdio->start_zero_done))
1023                                 dio_zero_block(dio, sdio, 0, map_bh);
1024
1025                         /*
1026                          * Work out, in this_chunk_blocks, how much disk we
1027                          * can add to this page
1028                          */
1029                         this_chunk_blocks = sdio->blocks_available;
1030                         u = (to - from) >> blkbits;
1031                         if (this_chunk_blocks > u)
1032                                 this_chunk_blocks = u;
1033                         u = sdio->final_block_in_request - sdio->block_in_file;
1034                         if (this_chunk_blocks > u)
1035                                 this_chunk_blocks = u;
1036                         this_chunk_bytes = this_chunk_blocks << blkbits;
1037                         BUG_ON(this_chunk_bytes == 0);
1038
1039                         if (this_chunk_blocks == sdio->blocks_available)
1040                                 sdio->boundary = buffer_boundary(map_bh);
1041                         ret = submit_page_section(dio, sdio, page,
1042                                                   from,
1043                                                   this_chunk_bytes,
1044                                                   sdio->next_block_for_io,
1045                                                   map_bh);
1046                         if (ret) {
1047                                 put_page(page);
1048                                 goto out;
1049                         }
1050                         sdio->next_block_for_io += this_chunk_blocks;
1051
1052                         sdio->block_in_file += this_chunk_blocks;
1053                         from += this_chunk_bytes;
1054                         dio->result += this_chunk_bytes;
1055                         sdio->blocks_available -= this_chunk_blocks;
1056 next_block:
1057                         BUG_ON(sdio->block_in_file > sdio->final_block_in_request);
1058                         if (sdio->block_in_file == sdio->final_block_in_request)
1059                                 break;
1060                 }
1061
1062                 /* Drop the ref which was taken in get_user_pages() */
1063                 put_page(page);
1064         }
1065 out:
1066         return ret;
1067 }
1068
1069 static inline int drop_refcount(struct dio *dio)
1070 {
1071         int ret2;
1072         unsigned long flags;
1073
1074         /*
1075          * Sync will always be dropping the final ref and completing the
1076          * operation.  AIO can if it was a broken operation described above or
1077          * in fact if all the bios race to complete before we get here.  In
1078          * that case dio_complete() translates the EIOCBQUEUED into the proper
1079          * return code that the caller will hand to ->complete().
1080          *
1081          * This is managed by the bio_lock instead of being an atomic_t so that
1082          * completion paths can drop their ref and use the remaining count to
1083          * decide to wake the submission path atomically.
1084          */
1085         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
1086         ret2 = --dio->refcount;
1087         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
1088         return ret2;
1089 }
1090
1091 /*
1092  * This is a library function for use by filesystem drivers.
1093  *
1094  * The locking rules are governed by the flags parameter:
1095  *  - if the flags value contains DIO_LOCKING we use a fancy locking
1096  *    scheme for dumb filesystems.
1097  *    For writes this function is called under i_mutex and returns with
1098  *    i_mutex held, for reads, i_mutex is not held on entry, but it is
1099  *    taken and dropped again before returning.
1100  *  - if the flags value does NOT contain DIO_LOCKING we don't use any
1101  *    internal locking but rather rely on the filesystem to synchronize
1102  *    direct I/O reads/writes versus each other and truncate.
1103  *
1104  * To help with locking against truncate we incremented the i_dio_count
1105  * counter before starting direct I/O, and decrement it once we are done.
1106  * Truncate can wait for it to reach zero to provide exclusion.  It is
1107  * expected that filesystem provide exclusion between new direct I/O
1108  * and truncates.  For DIO_LOCKING filesystems this is done by i_mutex,
1109  * but other filesystems need to take care of this on their own.
1110  *
1111  * NOTE: if you pass "sdio" to anything by pointer make sure that function
1112  * is always inlined. Otherwise gcc is unable to split the structure into
1113  * individual fields and will generate much worse code. This is important
1114  * for the whole file.
1115  */
1116 static inline ssize_t
1117 do_blockdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
1118                       struct block_device *bdev, struct iov_iter *iter,
1119                       get_block_t get_block, dio_iodone_t end_io,
1120                       dio_submit_t submit_io, int flags)
1121 {
1122         unsigned i_blkbits = ACCESS_ONCE(inode->i_blkbits);
1123         unsigned blkbits = i_blkbits;
1124         unsigned blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1125         ssize_t retval = -EINVAL;
1126         size_t count = iov_iter_count(iter);
1127         loff_t offset = iocb->ki_pos;
1128         loff_t end = offset + count;
1129         struct dio *dio;
1130         struct dio_submit sdio = { 0, };
1131         struct buffer_head map_bh = { 0, };
1132         struct blk_plug plug;
1133         unsigned long align = offset | iov_iter_alignment(iter);
1134
1135         /*
1136          * Avoid references to bdev if not absolutely needed to give
1137          * the early prefetch in the caller enough time.
1138          */
1139
1140         if (align & blocksize_mask) {
1141                 if (bdev)
1142                         blkbits = blksize_bits(bdev_logical_block_size(bdev));
1143                 blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1144                 if (align & blocksize_mask)
1145                         goto out;
1146         }
1147
1148         /* watch out for a 0 len io from a tricksy fs */
1149         if (iov_iter_rw(iter) == READ && !iov_iter_count(iter))
1150                 return 0;
1151
1152         dio = kmem_cache_alloc(dio_cache, GFP_KERNEL);
1153         retval = -ENOMEM;
1154         if (!dio)
1155                 goto out;
1156         /*
1157          * Believe it or not, zeroing out the page array caused a .5%
1158          * performance regression in a database benchmark.  So, we take
1159          * care to only zero out what's needed.
1160          */
1161         memset(dio, 0, offsetof(struct dio, pages));
1162
1163         dio->flags = flags;
1164         if (dio->flags & DIO_LOCKING) {
1165                 if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
1166                         struct address_space *mapping =
1167                                         iocb->ki_filp->f_mapping;
1168
1169                         /* will be released by direct_io_worker */
1170                         inode_lock(inode);
1171
1172                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping, offset,
1173                                                               end - 1);
1174                         if (retval) {
1175                                 inode_unlock(inode);
1176                                 kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1177                                 goto out;
1178                         }
1179                 }
1180         }
1181
1182         /* Once we sampled i_size check for reads beyond EOF */
1183         dio->i_size = i_size_read(inode);
1184         if (iov_iter_rw(iter) == READ && offset >= dio->i_size) {
1185                 if (dio->flags & DIO_LOCKING)
1186                         inode_unlock(inode);
1187                 kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1188                 retval = 0;
1189                 goto out;
1190         }
1191
1192         /*
1193          * For file extending writes updating i_size before data writeouts
1194          * complete can expose uninitialized blocks in dumb filesystems.
1195          * In that case we need to wait for I/O completion even if asked
1196          * for an asynchronous write.
1197          */
1198         if (is_sync_kiocb(iocb))
1199                 dio->is_async = false;
1200         else if (!(dio->flags & DIO_ASYNC_EXTEND) &&
1201                  iov_iter_rw(iter) == WRITE && end > i_size_read(inode))
1202                 dio->is_async = false;
1203         else
1204                 dio->is_async = true;
1205
1206         dio->inode = inode;
1207         if (iov_iter_rw(iter) == WRITE) {
1208                 dio->op = REQ_OP_WRITE;
1209                 dio->op_flags = WRITE_ODIRECT;
1210         } else {
1211                 dio->op = REQ_OP_READ;
1212         }
1213
1214         /*
1215          * For AIO O_(D)SYNC writes we need to defer completions to a workqueue
1216          * so that we can call ->fsync.
1217          */
1218         if (dio->is_async && iov_iter_rw(iter) == WRITE &&
1219             ((iocb->ki_filp->f_flags & O_DSYNC) ||
1220              IS_SYNC(iocb->ki_filp->f_mapping->host))) {
1221                 retval = dio_set_defer_completion(dio);
1222                 if (retval) {
1223                         /*
1224                          * We grab i_mutex only for reads so we don't have
1225                          * to release it here
1226                          */
1227                         kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1228                         goto out;
1229                 }
1230         }
1231
1232         /*
1233          * Will be decremented at I/O completion time.
1234          */
1235         if (!(dio->flags & DIO_SKIP_DIO_COUNT))
1236                 inode_dio_begin(inode);
1237
1238         retval = 0;
1239         sdio.blkbits = blkbits;
1240         sdio.blkfactor = i_blkbits - blkbits;
1241         sdio.block_in_file = offset >> blkbits;
1242
1243         sdio.get_block = get_block;
1244         dio->end_io = end_io;
1245         sdio.submit_io = submit_io;
1246         sdio.final_block_in_bio = -1;
1247         sdio.next_block_for_io = -1;
1248
1249         dio->iocb = iocb;
1250
1251         spin_lock_init(&dio->bio_lock);
1252         dio->refcount = 1;
1253
1254         dio->should_dirty = (iter->type == ITER_IOVEC);
1255         sdio.iter = iter;
1256         sdio.final_block_in_request =
1257                 (offset + iov_iter_count(iter)) >> blkbits;
1258
1259         /*
1260          * In case of non-aligned buffers, we may need 2 more
1261          * pages since we need to zero out first and last block.
1262          */
1263         if (unlikely(sdio.blkfactor))
1264                 sdio.pages_in_io = 2;
1265
1266         sdio.pages_in_io += iov_iter_npages(iter, INT_MAX);
1267
1268         blk_start_plug(&plug);
1269
1270         retval = do_direct_IO(dio, &sdio, &map_bh);
1271         if (retval)
1272                 dio_cleanup(dio, &sdio);
1273
1274         if (retval == -ENOTBLK) {
1275                 /*
1276                  * The remaining part of the request will be
1277                  * be handled by buffered I/O when we return
1278                  */
1279                 retval = 0;
1280         }
1281         /*
1282          * There may be some unwritten disk at the end of a part-written
1283          * fs-block-sized block.  Go zero that now.
1284          */
1285         dio_zero_block(dio, &sdio, 1, &map_bh);
1286
1287         if (sdio.cur_page) {
1288                 ssize_t ret2;
1289
1290                 ret2 = dio_send_cur_page(dio, &sdio, &map_bh);
1291                 if (retval == 0)
1292                         retval = ret2;
1293                 put_page(sdio.cur_page);
1294                 sdio.cur_page = NULL;
1295         }
1296         if (sdio.bio)
1297                 dio_bio_submit(dio, &sdio);
1298
1299         blk_finish_plug(&plug);
1300
1301         /*
1302          * It is possible that, we return short IO due to end of file.
1303          * In that case, we need to release all the pages we got hold on.
1304          */
1305         dio_cleanup(dio, &sdio);
1306
1307         /*
1308          * All block lookups have been performed. For READ requests
1309          * we can let i_mutex go now that its achieved its purpose
1310          * of protecting us from looking up uninitialized blocks.
1311          */
1312         if (iov_iter_rw(iter) == READ && (dio->flags & DIO_LOCKING))
1313                 inode_unlock(dio->inode);
1314
1315         /*
1316          * The only time we want to leave bios in flight is when a successful
1317          * partial aio read or full aio write have been setup.  In that case
1318          * bio completion will call aio_complete.  The only time it's safe to
1319          * call aio_complete is when we return -EIOCBQUEUED, so we key on that.
1320          * This had *better* be the only place that raises -EIOCBQUEUED.
1321          */
1322         BUG_ON(retval == -EIOCBQUEUED);
1323         if (dio->is_async && retval == 0 && dio->result &&
1324             (iov_iter_rw(iter) == READ || dio->result == count))
1325                 retval = -EIOCBQUEUED;
1326         else
1327                 dio_await_completion(dio);
1328
1329         if (drop_refcount(dio) == 0) {
1330                 retval = dio_complete(dio, retval, false);
1331         } else
1332                 BUG_ON(retval != -EIOCBQUEUED);
1333
1334 out:
1335         return retval;
1336 }
1337
1338 ssize_t __blockdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
1339                              struct block_device *bdev, struct iov_iter *iter,
1340                              get_block_t get_block,
1341                              dio_iodone_t end_io, dio_submit_t submit_io,
1342                              int flags)
1343 {
1344         /*
1345          * The block device state is needed in the end to finally
1346          * submit everything.  Since it's likely to be cache cold
1347          * prefetch it here as first thing to hide some of the
1348          * latency.
1349          *
1350          * Attempt to prefetch the pieces we likely need later.
1351          */
1352         prefetch(&bdev->bd_disk->part_tbl);
1353         prefetch(bdev->bd_queue);
1354         prefetch((char *)bdev->bd_queue + SMP_CACHE_BYTES);
1355
1356         return do_blockdev_direct_IO(iocb, inode, bdev, iter, get_block,
1357                                      end_io, submit_io, flags);
1358 }
1359
1360 EXPORT_SYMBOL(__blockdev_direct_IO);
1361
1362 static __init int dio_init(void)
1363 {
1364         dio_cache = KMEM_CACHE(dio, SLAB_PANIC);
1365         return 0;
1366 }
1367 module_init(dio_init)