fs: Avoid invalidation in interrupt context in dio_complete()
[linux-2.6-block.git] / 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  * Flags for dio_complete()
49  */
50 #define DIO_COMPLETE_ASYNC              0x01    /* This is async IO */
51 #define DIO_COMPLETE_INVALIDATE         0x02    /* Can invalidate pages */
52
53 /*
54  * This code generally works in units of "dio_blocks".  A dio_block is
55  * somewhere between the hard sector size and the filesystem block size.  it
56  * is determined on a per-invocation basis.   When talking to the filesystem
57  * we need to convert dio_blocks to fs_blocks by scaling the dio_block quantity
58  * down by dio->blkfactor.  Similarly, fs-blocksize quantities are converted
59  * to bio_block quantities by shifting left by blkfactor.
60  *
61  * If blkfactor is zero then the user's request was aligned to the filesystem's
62  * blocksize.
63  */
64
65 /* dio_state only used in the submission path */
66
67 struct dio_submit {
68         struct bio *bio;                /* bio under assembly */
69         unsigned blkbits;               /* doesn't change */
70         unsigned blkfactor;             /* When we're using an alignment which
71                                            is finer than the filesystem's soft
72                                            blocksize, this specifies how much
73                                            finer.  blkfactor=2 means 1/4-block
74                                            alignment.  Does not change */
75         unsigned start_zero_done;       /* flag: sub-blocksize zeroing has
76                                            been performed at the start of a
77                                            write */
78         int pages_in_io;                /* approximate total IO pages */
79         sector_t block_in_file;         /* Current offset into the underlying
80                                            file in dio_block units. */
81         unsigned blocks_available;      /* At block_in_file.  changes */
82         int reap_counter;               /* rate limit reaping */
83         sector_t final_block_in_request;/* doesn't change */
84         int boundary;                   /* prev block is at a boundary */
85         get_block_t *get_block;         /* block mapping function */
86         dio_submit_t *submit_io;        /* IO submition function */
87
88         loff_t logical_offset_in_bio;   /* current first logical block in bio */
89         sector_t final_block_in_bio;    /* current final block in bio + 1 */
90         sector_t next_block_for_io;     /* next block to be put under IO,
91                                            in dio_blocks units */
92
93         /*
94          * Deferred addition of a page to the dio.  These variables are
95          * private to dio_send_cur_page(), submit_page_section() and
96          * dio_bio_add_page().
97          */
98         struct page *cur_page;          /* The page */
99         unsigned cur_page_offset;       /* Offset into it, in bytes */
100         unsigned cur_page_len;          /* Nr of bytes at cur_page_offset */
101         sector_t cur_page_block;        /* Where it starts */
102         loff_t cur_page_fs_offset;      /* Offset in file */
103
104         struct iov_iter *iter;
105         /*
106          * Page queue.  These variables belong to dio_refill_pages() and
107          * dio_get_page().
108          */
109         unsigned head;                  /* next page to process */
110         unsigned tail;                  /* last valid page + 1 */
111         size_t from, to;
112 };
113
114 /* dio_state communicated between submission path and end_io */
115 struct dio {
116         int flags;                      /* doesn't change */
117         int op;
118         int op_flags;
119         blk_qc_t bio_cookie;
120         struct gendisk *bio_disk;
121         struct inode *inode;
122         loff_t i_size;                  /* i_size when submitted */
123         dio_iodone_t *end_io;           /* IO completion function */
124
125         void *private;                  /* copy from map_bh.b_private */
126
127         /* BIO completion state */
128         spinlock_t bio_lock;            /* protects BIO fields below */
129         int page_errors;                /* errno from get_user_pages() */
130         int is_async;                   /* is IO async ? */
131         bool defer_completion;          /* defer AIO completion to workqueue? */
132         bool should_dirty;              /* if pages should be dirtied */
133         int io_error;                   /* IO error in completion path */
134         unsigned long refcount;         /* direct_io_worker() and bios */
135         struct bio *bio_list;           /* singly linked via bi_private */
136         struct task_struct *waiter;     /* waiting task (NULL if none) */
137
138         /* AIO related stuff */
139         struct kiocb *iocb;             /* kiocb */
140         ssize_t result;                 /* IO result */
141
142         /*
143          * pages[] (and any fields placed after it) are not zeroed out at
144          * allocation time.  Don't add new fields after pages[] unless you
145          * wish that they not be zeroed.
146          */
147         union {
148                 struct page *pages[DIO_PAGES];  /* page buffer */
149                 struct work_struct complete_work;/* deferred AIO completion */
150         };
151 } ____cacheline_aligned_in_smp;
152
153 static struct kmem_cache *dio_cache __read_mostly;
154
155 /*
156  * How many pages are in the queue?
157  */
158 static inline unsigned dio_pages_present(struct dio_submit *sdio)
159 {
160         return sdio->tail - sdio->head;
161 }
162
163 /*
164  * Go grab and pin some userspace pages.   Typically we'll get 64 at a time.
165  */
166 static inline int dio_refill_pages(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
167 {
168         ssize_t ret;
169
170         ret = iov_iter_get_pages(sdio->iter, dio->pages, LONG_MAX, DIO_PAGES,
171                                 &sdio->from);
172
173         if (ret < 0 && sdio->blocks_available && (dio->op == REQ_OP_WRITE)) {
174                 struct page *page = ZERO_PAGE(0);
175                 /*
176                  * A memory fault, but the filesystem has some outstanding
177                  * mapped blocks.  We need to use those blocks up to avoid
178                  * leaking stale data in the file.
179                  */
180                 if (dio->page_errors == 0)
181                         dio->page_errors = ret;
182                 get_page(page);
183                 dio->pages[0] = page;
184                 sdio->head = 0;
185                 sdio->tail = 1;
186                 sdio->from = 0;
187                 sdio->to = PAGE_SIZE;
188                 return 0;
189         }
190
191         if (ret >= 0) {
192                 iov_iter_advance(sdio->iter, ret);
193                 ret += sdio->from;
194                 sdio->head = 0;
195                 sdio->tail = (ret + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
196                 sdio->to = ((ret - 1) & (PAGE_SIZE - 1)) + 1;
197                 return 0;
198         }
199         return ret;     
200 }
201
202 /*
203  * Get another userspace page.  Returns an ERR_PTR on error.  Pages are
204  * buffered inside the dio so that we can call get_user_pages() against a
205  * decent number of pages, less frequently.  To provide nicer use of the
206  * L1 cache.
207  */
208 static inline struct page *dio_get_page(struct dio *dio,
209                                         struct dio_submit *sdio)
210 {
211         if (dio_pages_present(sdio) == 0) {
212                 int ret;
213
214                 ret = dio_refill_pages(dio, sdio);
215                 if (ret)
216                         return ERR_PTR(ret);
217                 BUG_ON(dio_pages_present(sdio) == 0);
218         }
219         return dio->pages[sdio->head];
220 }
221
222 /**
223  * dio_complete() - called when all DIO BIO I/O has been completed
224  * @offset: the byte offset in the file of the completed operation
225  *
226  * This drops i_dio_count, lets interested parties know that a DIO operation
227  * has completed, and calculates the resulting return code for the operation.
228  *
229  * It lets the filesystem know if it registered an interest earlier via
230  * get_block.  Pass the private field of the map buffer_head so that
231  * filesystems can use it to hold additional state between get_block calls and
232  * dio_complete.
233  */
234 static ssize_t dio_complete(struct dio *dio, ssize_t ret, unsigned int flags)
235 {
236         loff_t offset = dio->iocb->ki_pos;
237         ssize_t transferred = 0;
238         int err;
239
240         /*
241          * AIO submission can race with bio completion to get here while
242          * expecting to have the last io completed by bio completion.
243          * In that case -EIOCBQUEUED is in fact not an error we want
244          * to preserve through this call.
245          */
246         if (ret == -EIOCBQUEUED)
247                 ret = 0;
248
249         if (dio->result) {
250                 transferred = dio->result;
251
252                 /* Check for short read case */
253                 if ((dio->op == REQ_OP_READ) &&
254                     ((offset + transferred) > dio->i_size))
255                         transferred = dio->i_size - offset;
256                 /* ignore EFAULT if some IO has been done */
257                 if (unlikely(ret == -EFAULT) && transferred)
258                         ret = 0;
259         }
260
261         if (ret == 0)
262                 ret = dio->page_errors;
263         if (ret == 0)
264                 ret = dio->io_error;
265         if (ret == 0)
266                 ret = transferred;
267
268         /*
269          * Try again to invalidate clean pages which might have been cached by
270          * non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages() if the source
271          * of the write was an mmap'ed region of the file we're writing.  Either
272          * one is a pretty crazy thing to do, so we don't support it 100%.  If
273          * this invalidation fails, tough, the write still worked...
274          */
275         if (flags & DIO_COMPLETE_INVALIDATE &&
276             ret > 0 && dio->op == REQ_OP_WRITE &&
277             dio->inode->i_mapping->nrpages) {
278                 err = invalidate_inode_pages2_range(dio->inode->i_mapping,
279                                         offset >> PAGE_SHIFT,
280                                         (offset + ret - 1) >> PAGE_SHIFT);
281                 WARN_ON_ONCE(err);
282         }
283
284         if (dio->end_io) {
285
286                 // XXX: ki_pos??
287                 err = dio->end_io(dio->iocb, offset, ret, dio->private);
288                 if (err)
289                         ret = err;
290         }
291
292         if (!(dio->flags & DIO_SKIP_DIO_COUNT))
293                 inode_dio_end(dio->inode);
294
295         if (flags & DIO_COMPLETE_ASYNC) {
296                 /*
297                  * generic_write_sync expects ki_pos to have been updated
298                  * already, but the submission path only does this for
299                  * synchronous I/O.
300                  */
301                 dio->iocb->ki_pos += transferred;
302
303                 if (dio->op == REQ_OP_WRITE)
304                         ret = generic_write_sync(dio->iocb,  transferred);
305                 dio->iocb->ki_complete(dio->iocb, ret, 0);
306         }
307
308         kmem_cache_free(dio_cache, dio);
309         return ret;
310 }
311
312 static void dio_aio_complete_work(struct work_struct *work)
313 {
314         struct dio *dio = container_of(work, struct dio, complete_work);
315
316         dio_complete(dio, 0, DIO_COMPLETE_ASYNC | DIO_COMPLETE_INVALIDATE);
317 }
318
319 static blk_status_t dio_bio_complete(struct dio *dio, struct bio *bio);
320
321 /*
322  * Asynchronous IO callback. 
323  */
324 static void dio_bio_end_aio(struct bio *bio)
325 {
326         struct dio *dio = bio->bi_private;
327         unsigned long remaining;
328         unsigned long flags;
329         bool defer_completion = false;
330
331         /* cleanup the bio */
332         dio_bio_complete(dio, bio);
333
334         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
335         remaining = --dio->refcount;
336         if (remaining == 1 && dio->waiter)
337                 wake_up_process(dio->waiter);
338         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
339
340         if (remaining == 0) {
341                 /*
342                  * Defer completion when defer_completion is set or
343                  * when the inode has pages mapped and this is AIO write.
344                  * We need to invalidate those pages because there is a
345                  * chance they contain stale data in the case buffered IO
346                  * went in between AIO submission and completion into the
347                  * same region.
348                  */
349                 if (dio->result)
350                         defer_completion = dio->defer_completion ||
351                                            (dio->op == REQ_OP_WRITE &&
352                                             dio->inode->i_mapping->nrpages);
353                 if (defer_completion) {
354                         INIT_WORK(&dio->complete_work, dio_aio_complete_work);
355                         queue_work(dio->inode->i_sb->s_dio_done_wq,
356                                    &dio->complete_work);
357                 } else {
358                         dio_complete(dio, 0, DIO_COMPLETE_ASYNC);
359                 }
360         }
361 }
362
363 /*
364  * The BIO completion handler simply queues the BIO up for the process-context
365  * handler.
366  *
367  * During I/O bi_private points at the dio.  After I/O, bi_private is used to
368  * implement a singly-linked list of completed BIOs, at dio->bio_list.
369  */
370 static void dio_bio_end_io(struct bio *bio)
371 {
372         struct dio *dio = bio->bi_private;
373         unsigned long flags;
374
375         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
376         bio->bi_private = dio->bio_list;
377         dio->bio_list = bio;
378         if (--dio->refcount == 1 && dio->waiter)
379                 wake_up_process(dio->waiter);
380         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
381 }
382
383 /**
384  * dio_end_io - handle the end io action for the given bio
385  * @bio: The direct io bio thats being completed
386  *
387  * This is meant to be called by any filesystem that uses their own dio_submit_t
388  * so that the DIO specific endio actions are dealt with after the filesystem
389  * has done it's completion work.
390  */
391 void dio_end_io(struct bio *bio)
392 {
393         struct dio *dio = bio->bi_private;
394
395         if (dio->is_async)
396                 dio_bio_end_aio(bio);
397         else
398                 dio_bio_end_io(bio);
399 }
400 EXPORT_SYMBOL_GPL(dio_end_io);
401
402 static inline void
403 dio_bio_alloc(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
404               struct block_device *bdev,
405               sector_t first_sector, int nr_vecs)
406 {
407         struct bio *bio;
408
409         /*
410          * bio_alloc() is guaranteed to return a bio when called with
411          * __GFP_RECLAIM and we request a valid number of vectors.
412          */
413         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_vecs);
414
415         bio_set_dev(bio, bdev);
416         bio->bi_iter.bi_sector = first_sector;
417         bio_set_op_attrs(bio, dio->op, dio->op_flags);
418         if (dio->is_async)
419                 bio->bi_end_io = dio_bio_end_aio;
420         else
421                 bio->bi_end_io = dio_bio_end_io;
422
423         bio->bi_write_hint = dio->iocb->ki_hint;
424
425         sdio->bio = bio;
426         sdio->logical_offset_in_bio = sdio->cur_page_fs_offset;
427 }
428
429 /*
430  * In the AIO read case we speculatively dirty the pages before starting IO.
431  * During IO completion, any of these pages which happen to have been written
432  * back will be redirtied by bio_check_pages_dirty().
433  *
434  * bios hold a dio reference between submit_bio and ->end_io.
435  */
436 static inline void dio_bio_submit(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
437 {
438         struct bio *bio = sdio->bio;
439         unsigned long flags;
440
441         bio->bi_private = dio;
442
443         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
444         dio->refcount++;
445         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
446
447         if (dio->is_async && dio->op == REQ_OP_READ && dio->should_dirty)
448                 bio_set_pages_dirty(bio);
449
450         dio->bio_disk = bio->bi_disk;
451
452         if (sdio->submit_io) {
453                 sdio->submit_io(bio, dio->inode, sdio->logical_offset_in_bio);
454                 dio->bio_cookie = BLK_QC_T_NONE;
455         } else
456                 dio->bio_cookie = submit_bio(bio);
457
458         sdio->bio = NULL;
459         sdio->boundary = 0;
460         sdio->logical_offset_in_bio = 0;
461 }
462
463 /*
464  * Release any resources in case of a failure
465  */
466 static inline void dio_cleanup(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
467 {
468         while (sdio->head < sdio->tail)
469                 put_page(dio->pages[sdio->head++]);
470 }
471
472 /*
473  * Wait for the next BIO to complete.  Remove it and return it.  NULL is
474  * returned once all BIOs have been completed.  This must only be called once
475  * all bios have been issued so that dio->refcount can only decrease.  This
476  * requires that that the caller hold a reference on the dio.
477  */
478 static struct bio *dio_await_one(struct dio *dio)
479 {
480         unsigned long flags;
481         struct bio *bio = NULL;
482
483         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
484
485         /*
486          * Wait as long as the list is empty and there are bios in flight.  bio
487          * completion drops the count, maybe adds to the list, and wakes while
488          * holding the bio_lock so we don't need set_current_state()'s barrier
489          * and can call it after testing our condition.
490          */
491         while (dio->refcount > 1 && dio->bio_list == NULL) {
492                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
493                 dio->waiter = current;
494                 spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
495                 if (!(dio->iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
496                     !blk_mq_poll(dio->bio_disk->queue, dio->bio_cookie))
497                         io_schedule();
498                 /* wake up sets us TASK_RUNNING */
499                 spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
500                 dio->waiter = NULL;
501         }
502         if (dio->bio_list) {
503                 bio = dio->bio_list;
504                 dio->bio_list = bio->bi_private;
505         }
506         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
507         return bio;
508 }
509
510 /*
511  * Process one completed BIO.  No locks are held.
512  */
513 static blk_status_t dio_bio_complete(struct dio *dio, struct bio *bio)
514 {
515         struct bio_vec *bvec;
516         unsigned i;
517         blk_status_t err = bio->bi_status;
518
519         if (err) {
520                 if (err == BLK_STS_AGAIN && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
521                         dio->io_error = -EAGAIN;
522                 else
523                         dio->io_error = -EIO;
524         }
525
526         if (dio->is_async && dio->op == REQ_OP_READ && dio->should_dirty) {
527                 bio_check_pages_dirty(bio);     /* transfers ownership */
528         } else {
529                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
530                         struct page *page = bvec->bv_page;
531
532                         if (dio->op == REQ_OP_READ && !PageCompound(page) &&
533                                         dio->should_dirty)
534                                 set_page_dirty_lock(page);
535                         put_page(page);
536                 }
537                 bio_put(bio);
538         }
539         return err;
540 }
541
542 /*
543  * Wait on and process all in-flight BIOs.  This must only be called once
544  * all bios have been issued so that the refcount can only decrease.
545  * This just waits for all bios to make it through dio_bio_complete.  IO
546  * errors are propagated through dio->io_error and should be propagated via
547  * dio_complete().
548  */
549 static void dio_await_completion(struct dio *dio)
550 {
551         struct bio *bio;
552         do {
553                 bio = dio_await_one(dio);
554                 if (bio)
555                         dio_bio_complete(dio, bio);
556         } while (bio);
557 }
558
559 /*
560  * A really large O_DIRECT read or write can generate a lot of BIOs.  So
561  * to keep the memory consumption sane we periodically reap any completed BIOs
562  * during the BIO generation phase.
563  *
564  * This also helps to limit the peak amount of pinned userspace memory.
565  */
566 static inline int dio_bio_reap(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
567 {
568         int ret = 0;
569
570         if (sdio->reap_counter++ >= 64) {
571                 while (dio->bio_list) {
572                         unsigned long flags;
573                         struct bio *bio;
574                         int ret2;
575
576                         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
577                         bio = dio->bio_list;
578                         dio->bio_list = bio->bi_private;
579                         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
580                         ret2 = blk_status_to_errno(dio_bio_complete(dio, bio));
581                         if (ret == 0)
582                                 ret = ret2;
583                 }
584                 sdio->reap_counter = 0;
585         }
586         return ret;
587 }
588
589 /*
590  * Create workqueue for deferred direct IO completions. We allocate the
591  * workqueue when it's first needed. This avoids creating workqueue for
592  * filesystems that don't need it and also allows us to create the workqueue
593  * late enough so the we can include s_id in the name of the workqueue.
594  */
595 int sb_init_dio_done_wq(struct super_block *sb)
596 {
597         struct workqueue_struct *old;
598         struct workqueue_struct *wq = alloc_workqueue("dio/%s",
599                                                       WQ_MEM_RECLAIM, 0,
600                                                       sb->s_id);
601         if (!wq)
602                 return -ENOMEM;
603         /*
604          * This has to be atomic as more DIOs can race to create the workqueue
605          */
606         old = cmpxchg(&sb->s_dio_done_wq, NULL, wq);
607         /* Someone created workqueue before us? Free ours... */
608         if (old)
609                 destroy_workqueue(wq);
610         return 0;
611 }
612
613 static int dio_set_defer_completion(struct dio *dio)
614 {
615         struct super_block *sb = dio->inode->i_sb;
616
617         if (dio->defer_completion)
618                 return 0;
619         dio->defer_completion = true;
620         if (!sb->s_dio_done_wq)
621                 return sb_init_dio_done_wq(sb);
622         return 0;
623 }
624
625 /*
626  * Call into the fs to map some more disk blocks.  We record the current number
627  * of available blocks at sdio->blocks_available.  These are in units of the
628  * fs blocksize, i_blocksize(inode).
629  *
630  * The fs is allowed to map lots of blocks at once.  If it wants to do that,
631  * it uses the passed inode-relative block number as the file offset, as usual.
632  *
633  * get_block() is passed the number of i_blkbits-sized blocks which direct_io
634  * has remaining to do.  The fs should not map more than this number of blocks.
635  *
636  * If the fs has mapped a lot of blocks, it should populate bh->b_size to
637  * indicate how much contiguous disk space has been made available at
638  * bh->b_blocknr.
639  *
640  * If *any* of the mapped blocks are new, then the fs must set buffer_new().
641  * This isn't very efficient...
642  *
643  * In the case of filesystem holes: the fs may return an arbitrarily-large
644  * hole by returning an appropriate value in b_size and by clearing
645  * buffer_mapped().  However the direct-io code will only process holes one
646  * block at a time - it will repeatedly call get_block() as it walks the hole.
647  */
648 static int get_more_blocks(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
649                            struct buffer_head *map_bh)
650 {
651         int ret;
652         sector_t fs_startblk;   /* Into file, in filesystem-sized blocks */
653         sector_t fs_endblk;     /* Into file, in filesystem-sized blocks */
654         unsigned long fs_count; /* Number of filesystem-sized blocks */
655         int create;
656         unsigned int i_blkbits = sdio->blkbits + sdio->blkfactor;
657
658         /*
659          * If there was a memory error and we've overwritten all the
660          * mapped blocks then we can now return that memory error
661          */
662         ret = dio->page_errors;
663         if (ret == 0) {
664                 BUG_ON(sdio->block_in_file >= sdio->final_block_in_request);
665                 fs_startblk = sdio->block_in_file >> sdio->blkfactor;
666                 fs_endblk = (sdio->final_block_in_request - 1) >>
667                                         sdio->blkfactor;
668                 fs_count = fs_endblk - fs_startblk + 1;
669
670                 map_bh->b_state = 0;
671                 map_bh->b_size = fs_count << i_blkbits;
672
673                 /*
674                  * For writes that could fill holes inside i_size on a
675                  * DIO_SKIP_HOLES filesystem we forbid block creations: only
676                  * overwrites are permitted. We will return early to the caller
677                  * once we see an unmapped buffer head returned, and the caller
678                  * will fall back to buffered I/O.
679                  *
680                  * Otherwise the decision is left to the get_blocks method,
681                  * which may decide to handle it or also return an unmapped
682                  * buffer head.
683                  */
684                 create = dio->op == REQ_OP_WRITE;
685                 if (dio->flags & DIO_SKIP_HOLES) {
686                         if (fs_startblk <= ((i_size_read(dio->inode) - 1) >>
687                                                         i_blkbits))
688                                 create = 0;
689                 }
690
691                 ret = (*sdio->get_block)(dio->inode, fs_startblk,
692                                                 map_bh, create);
693
694                 /* Store for completion */
695                 dio->private = map_bh->b_private;
696
697                 if (ret == 0 && buffer_defer_completion(map_bh))
698                         ret = dio_set_defer_completion(dio);
699         }
700         return ret;
701 }
702
703 /*
704  * There is no bio.  Make one now.
705  */
706 static inline int dio_new_bio(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
707                 sector_t start_sector, struct buffer_head *map_bh)
708 {
709         sector_t sector;
710         int ret, nr_pages;
711
712         ret = dio_bio_reap(dio, sdio);
713         if (ret)
714                 goto out;
715         sector = start_sector << (sdio->blkbits - 9);
716         nr_pages = min(sdio->pages_in_io, BIO_MAX_PAGES);
717         BUG_ON(nr_pages <= 0);
718         dio_bio_alloc(dio, sdio, map_bh->b_bdev, sector, nr_pages);
719         sdio->boundary = 0;
720 out:
721         return ret;
722 }
723
724 /*
725  * Attempt to put the current chunk of 'cur_page' into the current BIO.  If
726  * that was successful then update final_block_in_bio and take a ref against
727  * the just-added page.
728  *
729  * Return zero on success.  Non-zero means the caller needs to start a new BIO.
730  */
731 static inline int dio_bio_add_page(struct dio_submit *sdio)
732 {
733         int ret;
734
735         ret = bio_add_page(sdio->bio, sdio->cur_page,
736                         sdio->cur_page_len, sdio->cur_page_offset);
737         if (ret == sdio->cur_page_len) {
738                 /*
739                  * Decrement count only, if we are done with this page
740                  */
741                 if ((sdio->cur_page_len + sdio->cur_page_offset) == PAGE_SIZE)
742                         sdio->pages_in_io--;
743                 get_page(sdio->cur_page);
744                 sdio->final_block_in_bio = sdio->cur_page_block +
745                         (sdio->cur_page_len >> sdio->blkbits);
746                 ret = 0;
747         } else {
748                 ret = 1;
749         }
750         return ret;
751 }
752                 
753 /*
754  * Put cur_page under IO.  The section of cur_page which is described by
755  * cur_page_offset,cur_page_len is put into a BIO.  The section of cur_page
756  * starts on-disk at cur_page_block.
757  *
758  * We take a ref against the page here (on behalf of its presence in the bio).
759  *
760  * The caller of this function is responsible for removing cur_page from the
761  * dio, and for dropping the refcount which came from that presence.
762  */
763 static inline int dio_send_cur_page(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
764                 struct buffer_head *map_bh)
765 {
766         int ret = 0;
767
768         if (sdio->bio) {
769                 loff_t cur_offset = sdio->cur_page_fs_offset;
770                 loff_t bio_next_offset = sdio->logical_offset_in_bio +
771                         sdio->bio->bi_iter.bi_size;
772
773                 /*
774                  * See whether this new request is contiguous with the old.
775                  *
776                  * Btrfs cannot handle having logically non-contiguous requests
777                  * submitted.  For example if you have
778                  *
779                  * Logical:  [0-4095][HOLE][8192-12287]
780                  * Physical: [0-4095]      [4096-8191]
781                  *
782                  * We cannot submit those pages together as one BIO.  So if our
783                  * current logical offset in the file does not equal what would
784                  * be the next logical offset in the bio, submit the bio we
785                  * have.
786                  */
787                 if (sdio->final_block_in_bio != sdio->cur_page_block ||
788                     cur_offset != bio_next_offset)
789                         dio_bio_submit(dio, sdio);
790         }
791
792         if (sdio->bio == NULL) {
793                 ret = dio_new_bio(dio, sdio, sdio->cur_page_block, map_bh);
794                 if (ret)
795                         goto out;
796         }
797
798         if (dio_bio_add_page(sdio) != 0) {
799                 dio_bio_submit(dio, sdio);
800                 ret = dio_new_bio(dio, sdio, sdio->cur_page_block, map_bh);
801                 if (ret == 0) {
802                         ret = dio_bio_add_page(sdio);
803                         BUG_ON(ret != 0);
804                 }
805         }
806 out:
807         return ret;
808 }
809
810 /*
811  * An autonomous function to put a chunk of a page under deferred IO.
812  *
813  * The caller doesn't actually know (or care) whether this piece of page is in
814  * a BIO, or is under IO or whatever.  We just take care of all possible 
815  * situations here.  The separation between the logic of do_direct_IO() and
816  * that of submit_page_section() is important for clarity.  Please don't break.
817  *
818  * The chunk of page starts on-disk at blocknr.
819  *
820  * We perform deferred IO, by recording the last-submitted page inside our
821  * private part of the dio structure.  If possible, we just expand the IO
822  * across that page here.
823  *
824  * If that doesn't work out then we put the old page into the bio and add this
825  * page to the dio instead.
826  */
827 static inline int
828 submit_page_section(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio, struct page *page,
829                     unsigned offset, unsigned len, sector_t blocknr,
830                     struct buffer_head *map_bh)
831 {
832         int ret = 0;
833
834         if (dio->op == REQ_OP_WRITE) {
835                 /*
836                  * Read accounting is performed in submit_bio()
837                  */
838                 task_io_account_write(len);
839         }
840
841         /*
842          * Can we just grow the current page's presence in the dio?
843          */
844         if (sdio->cur_page == page &&
845             sdio->cur_page_offset + sdio->cur_page_len == offset &&
846             sdio->cur_page_block +
847             (sdio->cur_page_len >> sdio->blkbits) == blocknr) {
848                 sdio->cur_page_len += len;
849                 goto out;
850         }
851
852         /*
853          * If there's a deferred page already there then send it.
854          */
855         if (sdio->cur_page) {
856                 ret = dio_send_cur_page(dio, sdio, map_bh);
857                 put_page(sdio->cur_page);
858                 sdio->cur_page = NULL;
859                 if (ret)
860                         return ret;
861         }
862
863         get_page(page);         /* It is in dio */
864         sdio->cur_page = page;
865         sdio->cur_page_offset = offset;
866         sdio->cur_page_len = len;
867         sdio->cur_page_block = blocknr;
868         sdio->cur_page_fs_offset = sdio->block_in_file << sdio->blkbits;
869 out:
870         /*
871          * If sdio->boundary then we want to schedule the IO now to
872          * avoid metadata seeks.
873          */
874         if (sdio->boundary) {
875                 ret = dio_send_cur_page(dio, sdio, map_bh);
876                 dio_bio_submit(dio, sdio);
877                 put_page(sdio->cur_page);
878                 sdio->cur_page = NULL;
879         }
880         return ret;
881 }
882
883 /*
884  * If we are not writing the entire block and get_block() allocated
885  * the block for us, we need to fill-in the unused portion of the
886  * block with zeros. This happens only if user-buffer, fileoffset or
887  * io length is not filesystem block-size multiple.
888  *
889  * `end' is zero if we're doing the start of the IO, 1 at the end of the
890  * IO.
891  */
892 static inline void dio_zero_block(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
893                 int end, struct buffer_head *map_bh)
894 {
895         unsigned dio_blocks_per_fs_block;
896         unsigned this_chunk_blocks;     /* In dio_blocks */
897         unsigned this_chunk_bytes;
898         struct page *page;
899
900         sdio->start_zero_done = 1;
901         if (!sdio->blkfactor || !buffer_new(map_bh))
902                 return;
903
904         dio_blocks_per_fs_block = 1 << sdio->blkfactor;
905         this_chunk_blocks = sdio->block_in_file & (dio_blocks_per_fs_block - 1);
906
907         if (!this_chunk_blocks)
908                 return;
909
910         /*
911          * We need to zero out part of an fs block.  It is either at the
912          * beginning or the end of the fs block.
913          */
914         if (end) 
915                 this_chunk_blocks = dio_blocks_per_fs_block - this_chunk_blocks;
916
917         this_chunk_bytes = this_chunk_blocks << sdio->blkbits;
918
919         page = ZERO_PAGE(0);
920         if (submit_page_section(dio, sdio, page, 0, this_chunk_bytes,
921                                 sdio->next_block_for_io, map_bh))
922                 return;
923
924         sdio->next_block_for_io += this_chunk_blocks;
925 }
926
927 /*
928  * Walk the user pages, and the file, mapping blocks to disk and generating
929  * a sequence of (page,offset,len,block) mappings.  These mappings are injected
930  * into submit_page_section(), which takes care of the next stage of submission
931  *
932  * Direct IO against a blockdev is different from a file.  Because we can
933  * happily perform page-sized but 512-byte aligned IOs.  It is important that
934  * blockdev IO be able to have fine alignment and large sizes.
935  *
936  * So what we do is to permit the ->get_block function to populate bh.b_size
937  * with the size of IO which is permitted at this offset and this i_blkbits.
938  *
939  * For best results, the blockdev should be set up with 512-byte i_blkbits and
940  * it should set b_size to PAGE_SIZE or more inside get_block().  This gives
941  * fine alignment but still allows this function to work in PAGE_SIZE units.
942  */
943 static int do_direct_IO(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
944                         struct buffer_head *map_bh)
945 {
946         const unsigned blkbits = sdio->blkbits;
947         const unsigned i_blkbits = blkbits + sdio->blkfactor;
948         int ret = 0;
949
950         while (sdio->block_in_file < sdio->final_block_in_request) {
951                 struct page *page;
952                 size_t from, to;
953
954                 page = dio_get_page(dio, sdio);
955                 if (IS_ERR(page)) {
956                         ret = PTR_ERR(page);
957                         goto out;
958                 }
959                 from = sdio->head ? 0 : sdio->from;
960                 to = (sdio->head == sdio->tail - 1) ? sdio->to : PAGE_SIZE;
961                 sdio->head++;
962
963                 while (from < to) {
964                         unsigned this_chunk_bytes;      /* # of bytes mapped */
965                         unsigned this_chunk_blocks;     /* # of blocks */
966                         unsigned u;
967
968                         if (sdio->blocks_available == 0) {
969                                 /*
970                                  * Need to go and map some more disk
971                                  */
972                                 unsigned long blkmask;
973                                 unsigned long dio_remainder;
974
975                                 ret = get_more_blocks(dio, sdio, map_bh);
976                                 if (ret) {
977                                         put_page(page);
978                                         goto out;
979                                 }
980                                 if (!buffer_mapped(map_bh))
981                                         goto do_holes;
982
983                                 sdio->blocks_available =
984                                                 map_bh->b_size >> blkbits;
985                                 sdio->next_block_for_io =
986                                         map_bh->b_blocknr << sdio->blkfactor;
987                                 if (buffer_new(map_bh)) {
988                                         clean_bdev_aliases(
989                                                 map_bh->b_bdev,
990                                                 map_bh->b_blocknr,
991                                                 map_bh->b_size >> i_blkbits);
992                                 }
993
994                                 if (!sdio->blkfactor)
995                                         goto do_holes;
996
997                                 blkmask = (1 << sdio->blkfactor) - 1;
998                                 dio_remainder = (sdio->block_in_file & blkmask);
999
1000                                 /*
1001                                  * If we are at the start of IO and that IO
1002                                  * starts partway into a fs-block,
1003                                  * dio_remainder will be non-zero.  If the IO
1004                                  * is a read then we can simply advance the IO
1005                                  * cursor to the first block which is to be
1006                                  * read.  But if the IO is a write and the
1007                                  * block was newly allocated we cannot do that;
1008                                  * the start of the fs block must be zeroed out
1009                                  * on-disk
1010                                  */
1011                                 if (!buffer_new(map_bh))
1012                                         sdio->next_block_for_io += dio_remainder;
1013                                 sdio->blocks_available -= dio_remainder;
1014                         }
1015 do_holes:
1016                         /* Handle holes */
1017                         if (!buffer_mapped(map_bh)) {
1018                                 loff_t i_size_aligned;
1019
1020                                 /* AKPM: eargh, -ENOTBLK is a hack */
1021                                 if (dio->op == REQ_OP_WRITE) {
1022                                         put_page(page);
1023                                         return -ENOTBLK;
1024                                 }
1025
1026                                 /*
1027                                  * Be sure to account for a partial block as the
1028                                  * last block in the file
1029                                  */
1030                                 i_size_aligned = ALIGN(i_size_read(dio->inode),
1031                                                         1 << blkbits);
1032                                 if (sdio->block_in_file >=
1033                                                 i_size_aligned >> blkbits) {
1034                                         /* We hit eof */
1035                                         put_page(page);
1036                                         goto out;
1037                                 }
1038                                 zero_user(page, from, 1 << blkbits);
1039                                 sdio->block_in_file++;
1040                                 from += 1 << blkbits;
1041                                 dio->result += 1 << blkbits;
1042                                 goto next_block;
1043                         }
1044
1045                         /*
1046                          * If we're performing IO which has an alignment which
1047                          * is finer than the underlying fs, go check to see if
1048                          * we must zero out the start of this block.
1049                          */
1050                         if (unlikely(sdio->blkfactor && !sdio->start_zero_done))
1051                                 dio_zero_block(dio, sdio, 0, map_bh);
1052
1053                         /*
1054                          * Work out, in this_chunk_blocks, how much disk we
1055                          * can add to this page
1056                          */
1057                         this_chunk_blocks = sdio->blocks_available;
1058                         u = (to - from) >> blkbits;
1059                         if (this_chunk_blocks > u)
1060                                 this_chunk_blocks = u;
1061                         u = sdio->final_block_in_request - sdio->block_in_file;
1062                         if (this_chunk_blocks > u)
1063                                 this_chunk_blocks = u;
1064                         this_chunk_bytes = this_chunk_blocks << blkbits;
1065                         BUG_ON(this_chunk_bytes == 0);
1066
1067                         if (this_chunk_blocks == sdio->blocks_available)
1068                                 sdio->boundary = buffer_boundary(map_bh);
1069                         ret = submit_page_section(dio, sdio, page,
1070                                                   from,
1071                                                   this_chunk_bytes,
1072                                                   sdio->next_block_for_io,
1073                                                   map_bh);
1074                         if (ret) {
1075                                 put_page(page);
1076                                 goto out;
1077                         }
1078                         sdio->next_block_for_io += this_chunk_blocks;
1079
1080                         sdio->block_in_file += this_chunk_blocks;
1081                         from += this_chunk_bytes;
1082                         dio->result += this_chunk_bytes;
1083                         sdio->blocks_available -= this_chunk_blocks;
1084 next_block:
1085                         BUG_ON(sdio->block_in_file > sdio->final_block_in_request);
1086                         if (sdio->block_in_file == sdio->final_block_in_request)
1087                                 break;
1088                 }
1089
1090                 /* Drop the ref which was taken in get_user_pages() */
1091                 put_page(page);
1092         }
1093 out:
1094         return ret;
1095 }
1096
1097 static inline int drop_refcount(struct dio *dio)
1098 {
1099         int ret2;
1100         unsigned long flags;
1101
1102         /*
1103          * Sync will always be dropping the final ref and completing the
1104          * operation.  AIO can if it was a broken operation described above or
1105          * in fact if all the bios race to complete before we get here.  In
1106          * that case dio_complete() translates the EIOCBQUEUED into the proper
1107          * return code that the caller will hand to ->complete().
1108          *
1109          * This is managed by the bio_lock instead of being an atomic_t so that
1110          * completion paths can drop their ref and use the remaining count to
1111          * decide to wake the submission path atomically.
1112          */
1113         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
1114         ret2 = --dio->refcount;
1115         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
1116         return ret2;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * This is a library function for use by filesystem drivers.
1121  *
1122  * The locking rules are governed by the flags parameter:
1123  *  - if the flags value contains DIO_LOCKING we use a fancy locking
1124  *    scheme for dumb filesystems.
1125  *    For writes this function is called under i_mutex and returns with
1126  *    i_mutex held, for reads, i_mutex is not held on entry, but it is
1127  *    taken and dropped again before returning.
1128  *  - if the flags value does NOT contain DIO_LOCKING we don't use any
1129  *    internal locking but rather rely on the filesystem to synchronize
1130  *    direct I/O reads/writes versus each other and truncate.
1131  *
1132  * To help with locking against truncate we incremented the i_dio_count
1133  * counter before starting direct I/O, and decrement it once we are done.
1134  * Truncate can wait for it to reach zero to provide exclusion.  It is
1135  * expected that filesystem provide exclusion between new direct I/O
1136  * and truncates.  For DIO_LOCKING filesystems this is done by i_mutex,
1137  * but other filesystems need to take care of this on their own.
1138  *
1139  * NOTE: if you pass "sdio" to anything by pointer make sure that function
1140  * is always inlined. Otherwise gcc is unable to split the structure into
1141  * individual fields and will generate much worse code. This is important
1142  * for the whole file.
1143  */
1144 static inline ssize_t
1145 do_blockdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
1146                       struct block_device *bdev, struct iov_iter *iter,
1147                       get_block_t get_block, dio_iodone_t end_io,
1148                       dio_submit_t submit_io, int flags)
1149 {
1150         unsigned i_blkbits = ACCESS_ONCE(inode->i_blkbits);
1151         unsigned blkbits = i_blkbits;
1152         unsigned blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1153         ssize_t retval = -EINVAL;
1154         size_t count = iov_iter_count(iter);
1155         loff_t offset = iocb->ki_pos;
1156         loff_t end = offset + count;
1157         struct dio *dio;
1158         struct dio_submit sdio = { 0, };
1159         struct buffer_head map_bh = { 0, };
1160         struct blk_plug plug;
1161         unsigned long align = offset | iov_iter_alignment(iter);
1162
1163         /*
1164          * Avoid references to bdev if not absolutely needed to give
1165          * the early prefetch in the caller enough time.
1166          */
1167
1168         if (align & blocksize_mask) {
1169                 if (bdev)
1170                         blkbits = blksize_bits(bdev_logical_block_size(bdev));
1171                 blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1172                 if (align & blocksize_mask)
1173                         goto out;
1174         }
1175
1176         /* watch out for a 0 len io from a tricksy fs */
1177         if (iov_iter_rw(iter) == READ && !iov_iter_count(iter))
1178                 return 0;
1179
1180         dio = kmem_cache_alloc(dio_cache, GFP_KERNEL);
1181         retval = -ENOMEM;
1182         if (!dio)
1183                 goto out;
1184         /*
1185          * Believe it or not, zeroing out the page array caused a .5%
1186          * performance regression in a database benchmark.  So, we take
1187          * care to only zero out what's needed.
1188          */
1189         memset(dio, 0, offsetof(struct dio, pages));
1190
1191         dio->flags = flags;
1192         if (dio->flags & DIO_LOCKING) {
1193                 if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
1194                         struct address_space *mapping =
1195                                         iocb->ki_filp->f_mapping;
1196
1197                         /* will be released by direct_io_worker */
1198                         inode_lock(inode);
1199
1200                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping, offset,
1201                                                               end - 1);
1202                         if (retval) {
1203                                 inode_unlock(inode);
1204                                 kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1205                                 goto out;
1206                         }
1207                 }
1208         }
1209
1210         /* Once we sampled i_size check for reads beyond EOF */
1211         dio->i_size = i_size_read(inode);
1212         if (iov_iter_rw(iter) == READ && offset >= dio->i_size) {
1213                 if (dio->flags & DIO_LOCKING)
1214                         inode_unlock(inode);
1215                 kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1216                 retval = 0;
1217                 goto out;
1218         }
1219
1220         /*
1221          * For file extending writes updating i_size before data writeouts
1222          * complete can expose uninitialized blocks in dumb filesystems.
1223          * In that case we need to wait for I/O completion even if asked
1224          * for an asynchronous write.
1225          */
1226         if (is_sync_kiocb(iocb))
1227                 dio->is_async = false;
1228         else if (!(dio->flags & DIO_ASYNC_EXTEND) &&
1229                  iov_iter_rw(iter) == WRITE && end > i_size_read(inode))
1230                 dio->is_async = false;
1231         else
1232                 dio->is_async = true;
1233
1234         dio->inode = inode;
1235         if (iov_iter_rw(iter) == WRITE) {
1236                 dio->op = REQ_OP_WRITE;
1237                 dio->op_flags = REQ_SYNC | REQ_IDLE;
1238                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1239                         dio->op_flags |= REQ_NOWAIT;
1240         } else {
1241                 dio->op = REQ_OP_READ;
1242         }
1243
1244         /*
1245          * For AIO O_(D)SYNC writes we need to defer completions to a workqueue
1246          * so that we can call ->fsync.
1247          */
1248         if (dio->is_async && iov_iter_rw(iter) == WRITE) {
1249                 retval = 0;
1250                 if ((iocb->ki_filp->f_flags & O_DSYNC) ||
1251                     IS_SYNC(iocb->ki_filp->f_mapping->host))
1252                         retval = dio_set_defer_completion(dio);
1253                 else if (!dio->inode->i_sb->s_dio_done_wq) {
1254                         /*
1255                          * In case of AIO write racing with buffered read we
1256                          * need to defer completion. We can't decide this now,
1257                          * however the workqueue needs to be initialized here.
1258                          */
1259                         retval = sb_init_dio_done_wq(dio->inode->i_sb);
1260                 }
1261                 if (retval) {
1262                         /*
1263                          * We grab i_mutex only for reads so we don't have
1264                          * to release it here
1265                          */
1266                         kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1267                         goto out;
1268                 }
1269         }
1270
1271         /*
1272          * Will be decremented at I/O completion time.
1273          */
1274         if (!(dio->flags & DIO_SKIP_DIO_COUNT))
1275                 inode_dio_begin(inode);
1276
1277         retval = 0;
1278         sdio.blkbits = blkbits;
1279         sdio.blkfactor = i_blkbits - blkbits;
1280         sdio.block_in_file = offset >> blkbits;
1281
1282         sdio.get_block = get_block;
1283         dio->end_io = end_io;
1284         sdio.submit_io = submit_io;
1285         sdio.final_block_in_bio = -1;
1286         sdio.next_block_for_io = -1;
1287
1288         dio->iocb = iocb;
1289
1290         spin_lock_init(&dio->bio_lock);
1291         dio->refcount = 1;
1292
1293         dio->should_dirty = (iter->type == ITER_IOVEC);
1294         sdio.iter = iter;
1295         sdio.final_block_in_request =
1296                 (offset + iov_iter_count(iter)) >> blkbits;
1297
1298         /*
1299          * In case of non-aligned buffers, we may need 2 more
1300          * pages since we need to zero out first and last block.
1301          */
1302         if (unlikely(sdio.blkfactor))
1303                 sdio.pages_in_io = 2;
1304
1305         sdio.pages_in_io += iov_iter_npages(iter, INT_MAX);
1306
1307         blk_start_plug(&plug);
1308
1309         retval = do_direct_IO(dio, &sdio, &map_bh);
1310         if (retval)
1311                 dio_cleanup(dio, &sdio);
1312
1313         if (retval == -ENOTBLK) {
1314                 /*
1315                  * The remaining part of the request will be
1316                  * be handled by buffered I/O when we return
1317                  */
1318                 retval = 0;
1319         }
1320         /*
1321          * There may be some unwritten disk at the end of a part-written
1322          * fs-block-sized block.  Go zero that now.
1323          */
1324         dio_zero_block(dio, &sdio, 1, &map_bh);
1325
1326         if (sdio.cur_page) {
1327                 ssize_t ret2;
1328
1329                 ret2 = dio_send_cur_page(dio, &sdio, &map_bh);
1330                 if (retval == 0)
1331                         retval = ret2;
1332                 put_page(sdio.cur_page);
1333                 sdio.cur_page = NULL;
1334         }
1335         if (sdio.bio)
1336                 dio_bio_submit(dio, &sdio);
1337
1338         blk_finish_plug(&plug);
1339
1340         /*
1341          * It is possible that, we return short IO due to end of file.
1342          * In that case, we need to release all the pages we got hold on.
1343          */
1344         dio_cleanup(dio, &sdio);
1345
1346         /*
1347          * All block lookups have been performed. For READ requests
1348          * we can let i_mutex go now that its achieved its purpose
1349          * of protecting us from looking up uninitialized blocks.
1350          */
1351         if (iov_iter_rw(iter) == READ && (dio->flags & DIO_LOCKING))
1352                 inode_unlock(dio->inode);
1353
1354         /*
1355          * The only time we want to leave bios in flight is when a successful
1356          * partial aio read or full aio write have been setup.  In that case
1357          * bio completion will call aio_complete.  The only time it's safe to
1358          * call aio_complete is when we return -EIOCBQUEUED, so we key on that.
1359          * This had *better* be the only place that raises -EIOCBQUEUED.
1360          */
1361         BUG_ON(retval == -EIOCBQUEUED);
1362         if (dio->is_async && retval == 0 && dio->result &&
1363             (iov_iter_rw(iter) == READ || dio->result == count))
1364                 retval = -EIOCBQUEUED;
1365         else
1366                 dio_await_completion(dio);
1367
1368         if (drop_refcount(dio) == 0) {
1369                 retval = dio_complete(dio, retval, DIO_COMPLETE_INVALIDATE);
1370         } else
1371                 BUG_ON(retval != -EIOCBQUEUED);
1372
1373 out:
1374         return retval;
1375 }
1376
1377 ssize_t __blockdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
1378                              struct block_device *bdev, struct iov_iter *iter,
1379                              get_block_t get_block,
1380                              dio_iodone_t end_io, dio_submit_t submit_io,
1381                              int flags)
1382 {
1383         /*
1384          * The block device state is needed in the end to finally
1385          * submit everything.  Since it's likely to be cache cold
1386          * prefetch it here as first thing to hide some of the
1387          * latency.
1388          *
1389          * Attempt to prefetch the pieces we likely need later.
1390          */
1391         prefetch(&bdev->bd_disk->part_tbl);
1392         prefetch(bdev->bd_queue);
1393         prefetch((char *)bdev->bd_queue + SMP_CACHE_BYTES);
1394
1395         return do_blockdev_direct_IO(iocb, inode, bdev, iter, get_block,
1396                                      end_io, submit_io, flags);
1397 }
1398
1399 EXPORT_SYMBOL(__blockdev_direct_IO);
1400
1401 static __init int dio_init(void)
1402 {
1403         dio_cache = KMEM_CACHE(dio, SLAB_PANIC);
1404         return 0;
1405 }
1406 module_init(dio_init)