OSDN Git Service

Merge branch 'akpm' (patches from Andrew)
[uclinux-h8/linux.git] / fs / direct-io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * fs/direct-io.c
4  *
5  * Copyright (C) 2002, Linus Torvalds.
6  *
7  * O_DIRECT
8  *
9  * 04Jul2002    Andrew Morton
10  *              Initial version
11  * 11Sep2002    janetinc@us.ibm.com
12  *              added readv/writev support.
13  * 29Oct2002    Andrew Morton
14  *              rewrote bio_add_page() support.
15  * 30Oct2002    pbadari@us.ibm.com
16  *              added support for non-aligned IO.
17  * 06Nov2002    pbadari@us.ibm.com
18  *              added asynchronous IO support.
19  * 21Jul2003    nathans@sgi.com
20  *              added IO completion notifier.
21  */
22
23 #include <linux/kernel.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/types.h>
26 #include <linux/fs.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/slab.h>
29 #include <linux/highmem.h>
30 #include <linux/pagemap.h>
31 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
32 #include <linux/bio.h>
33 #include <linux/wait.h>
34 #include <linux/err.h>
35 #include <linux/blkdev.h>
36 #include <linux/buffer_head.h>
37 #include <linux/rwsem.h>
38 #include <linux/uio.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/prefetch.h>
41
42 #include "internal.h"
43
44 /*
45  * How many user pages to map in one call to get_user_pages().  This determines
46  * the size of a structure in the slab cache
47  */
48 #define DIO_PAGES       64
49
50 /*
51  * Flags for dio_complete()
52  */
53 #define DIO_COMPLETE_ASYNC              0x01    /* This is async IO */
54 #define DIO_COMPLETE_INVALIDATE         0x02    /* Can invalidate pages */
55
56 /*
57  * This code generally works in units of "dio_blocks".  A dio_block is
58  * somewhere between the hard sector size and the filesystem block size.  it
59  * is determined on a per-invocation basis.   When talking to the filesystem
60  * we need to convert dio_blocks to fs_blocks by scaling the dio_block quantity
61  * down by dio->blkfactor.  Similarly, fs-blocksize quantities are converted
62  * to bio_block quantities by shifting left by blkfactor.
63  *
64  * If blkfactor is zero then the user's request was aligned to the filesystem's
65  * blocksize.
66  */
67
68 /* dio_state only used in the submission path */
69
70 struct dio_submit {
71         struct bio *bio;                /* bio under assembly */
72         unsigned blkbits;               /* doesn't change */
73         unsigned blkfactor;             /* When we're using an alignment which
74                                            is finer than the filesystem's soft
75                                            blocksize, this specifies how much
76                                            finer.  blkfactor=2 means 1/4-block
77                                            alignment.  Does not change */
78         unsigned start_zero_done;       /* flag: sub-blocksize zeroing has
79                                            been performed at the start of a
80                                            write */
81         int pages_in_io;                /* approximate total IO pages */
82         sector_t block_in_file;         /* Current offset into the underlying
83                                            file in dio_block units. */
84         unsigned blocks_available;      /* At block_in_file.  changes */
85         int reap_counter;               /* rate limit reaping */
86         sector_t final_block_in_request;/* doesn't change */
87         int boundary;                   /* prev block is at a boundary */
88         get_block_t *get_block;         /* block mapping function */
89         dio_submit_t *submit_io;        /* IO submition function */
90
91         loff_t logical_offset_in_bio;   /* current first logical block in bio */
92         sector_t final_block_in_bio;    /* current final block in bio + 1 */
93         sector_t next_block_for_io;     /* next block to be put under IO,
94                                            in dio_blocks units */
95
96         /*
97          * Deferred addition of a page to the dio.  These variables are
98          * private to dio_send_cur_page(), submit_page_section() and
99          * dio_bio_add_page().
100          */
101         struct page *cur_page;          /* The page */
102         unsigned cur_page_offset;       /* Offset into it, in bytes */
103         unsigned cur_page_len;          /* Nr of bytes at cur_page_offset */
104         sector_t cur_page_block;        /* Where it starts */
105         loff_t cur_page_fs_offset;      /* Offset in file */
106
107         struct iov_iter *iter;
108         /*
109          * Page queue.  These variables belong to dio_refill_pages() and
110          * dio_get_page().
111          */
112         unsigned head;                  /* next page to process */
113         unsigned tail;                  /* last valid page + 1 */
114         size_t from, to;
115 };
116
117 /* dio_state communicated between submission path and end_io */
118 struct dio {
119         int flags;                      /* doesn't change */
120         int op;
121         int op_flags;
122         struct gendisk *bio_disk;
123         struct inode *inode;
124         loff_t i_size;                  /* i_size when submitted */
125         dio_iodone_t *end_io;           /* IO completion function */
126
127         void *private;                  /* copy from map_bh.b_private */
128
129         /* BIO completion state */
130         spinlock_t bio_lock;            /* protects BIO fields below */
131         int page_errors;                /* errno from get_user_pages() */
132         int is_async;                   /* is IO async ? */
133         bool defer_completion;          /* defer AIO completion to workqueue? */
134         bool should_dirty;              /* if pages should be dirtied */
135         int io_error;                   /* IO error in completion path */
136         unsigned long refcount;         /* direct_io_worker() and bios */
137         struct bio *bio_list;           /* singly linked via bi_private */
138         struct task_struct *waiter;     /* waiting task (NULL if none) */
139
140         /* AIO related stuff */
141         struct kiocb *iocb;             /* kiocb */
142         ssize_t result;                 /* IO result */
143
144         /*
145          * pages[] (and any fields placed after it) are not zeroed out at
146          * allocation time.  Don't add new fields after pages[] unless you
147          * wish that they not be zeroed.
148          */
149         union {
150                 struct page *pages[DIO_PAGES];  /* page buffer */
151                 struct work_struct complete_work;/* deferred AIO completion */
152         };
153 } ____cacheline_aligned_in_smp;
154
155 static struct kmem_cache *dio_cache __read_mostly;
156
157 /*
158  * How many pages are in the queue?
159  */
160 static inline unsigned dio_pages_present(struct dio_submit *sdio)
161 {
162         return sdio->tail - sdio->head;
163 }
164
165 /*
166  * Go grab and pin some userspace pages.   Typically we'll get 64 at a time.
167  */
168 static inline int dio_refill_pages(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
169 {
170         ssize_t ret;
171
172         ret = iov_iter_get_pages(sdio->iter, dio->pages, LONG_MAX, DIO_PAGES,
173                                 &sdio->from);
174
175         if (ret < 0 && sdio->blocks_available && (dio->op == REQ_OP_WRITE)) {
176                 struct page *page = ZERO_PAGE(0);
177                 /*
178                  * A memory fault, but the filesystem has some outstanding
179                  * mapped blocks.  We need to use those blocks up to avoid
180                  * leaking stale data in the file.
181                  */
182                 if (dio->page_errors == 0)
183                         dio->page_errors = ret;
184                 get_page(page);
185                 dio->pages[0] = page;
186                 sdio->head = 0;
187                 sdio->tail = 1;
188                 sdio->from = 0;
189                 sdio->to = PAGE_SIZE;
190                 return 0;
191         }
192
193         if (ret >= 0) {
194                 iov_iter_advance(sdio->iter, ret);
195                 ret += sdio->from;
196                 sdio->head = 0;
197                 sdio->tail = (ret + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
198                 sdio->to = ((ret - 1) & (PAGE_SIZE - 1)) + 1;
199                 return 0;
200         }
201         return ret;     
202 }
203
204 /*
205  * Get another userspace page.  Returns an ERR_PTR on error.  Pages are
206  * buffered inside the dio so that we can call get_user_pages() against a
207  * decent number of pages, less frequently.  To provide nicer use of the
208  * L1 cache.
209  */
210 static inline struct page *dio_get_page(struct dio *dio,
211                                         struct dio_submit *sdio)
212 {
213         if (dio_pages_present(sdio) == 0) {
214                 int ret;
215
216                 ret = dio_refill_pages(dio, sdio);
217                 if (ret)
218                         return ERR_PTR(ret);
219                 BUG_ON(dio_pages_present(sdio) == 0);
220         }
221         return dio->pages[sdio->head];
222 }
223
224 /*
225  * dio_complete() - called when all DIO BIO I/O has been completed
226  *
227  * This drops i_dio_count, lets interested parties know that a DIO operation
228  * has completed, and calculates the resulting return code for the operation.
229  *
230  * It lets the filesystem know if it registered an interest earlier via
231  * get_block.  Pass the private field of the map buffer_head so that
232  * filesystems can use it to hold additional state between get_block calls and
233  * dio_complete.
234  */
235 static ssize_t dio_complete(struct dio *dio, ssize_t ret, unsigned int flags)
236 {
237         loff_t offset = dio->iocb->ki_pos;
238         ssize_t transferred = 0;
239         int err;
240
241         /*
242          * AIO submission can race with bio completion to get here while
243          * expecting to have the last io completed by bio completion.
244          * In that case -EIOCBQUEUED is in fact not an error we want
245          * to preserve through this call.
246          */
247         if (ret == -EIOCBQUEUED)
248                 ret = 0;
249
250         if (dio->result) {
251                 transferred = dio->result;
252
253                 /* Check for short read case */
254                 if ((dio->op == REQ_OP_READ) &&
255                     ((offset + transferred) > dio->i_size))
256                         transferred = dio->i_size - offset;
257                 /* ignore EFAULT if some IO has been done */
258                 if (unlikely(ret == -EFAULT) && transferred)
259                         ret = 0;
260         }
261
262         if (ret == 0)
263                 ret = dio->page_errors;
264         if (ret == 0)
265                 ret = dio->io_error;
266         if (ret == 0)
267                 ret = transferred;
268
269         if (dio->end_io) {
270                 // XXX: ki_pos??
271                 err = dio->end_io(dio->iocb, offset, ret, dio->private);
272                 if (err)
273                         ret = err;
274         }
275
276         /*
277          * Try again to invalidate clean pages which might have been cached by
278          * non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages() if the source
279          * of the write was an mmap'ed region of the file we're writing.  Either
280          * one is a pretty crazy thing to do, so we don't support it 100%.  If
281          * this invalidation fails, tough, the write still worked...
282          *
283          * And this page cache invalidation has to be after dio->end_io(), as
284          * some filesystems convert unwritten extents to real allocations in
285          * end_io() when necessary, otherwise a racing buffer read would cache
286          * zeros from unwritten extents.
287          */
288         if (flags & DIO_COMPLETE_INVALIDATE &&
289             ret > 0 && dio->op == REQ_OP_WRITE &&
290             dio->inode->i_mapping->nrpages) {
291                 err = invalidate_inode_pages2_range(dio->inode->i_mapping,
292                                         offset >> PAGE_SHIFT,
293                                         (offset + ret - 1) >> PAGE_SHIFT);
294                 if (err)
295                         dio_warn_stale_pagecache(dio->iocb->ki_filp);
296         }
297
298         inode_dio_end(dio->inode);
299
300         if (flags & DIO_COMPLETE_ASYNC) {
301                 /*
302                  * generic_write_sync expects ki_pos to have been updated
303                  * already, but the submission path only does this for
304                  * synchronous I/O.
305                  */
306                 dio->iocb->ki_pos += transferred;
307
308                 if (ret > 0 && dio->op == REQ_OP_WRITE)
309                         ret = generic_write_sync(dio->iocb, ret);
310                 dio->iocb->ki_complete(dio->iocb, ret);
311         }
312
313         kmem_cache_free(dio_cache, dio);
314         return ret;
315 }
316
317 static void dio_aio_complete_work(struct work_struct *work)
318 {
319         struct dio *dio = container_of(work, struct dio, complete_work);
320
321         dio_complete(dio, 0, DIO_COMPLETE_ASYNC | DIO_COMPLETE_INVALIDATE);
322 }
323
324 static blk_status_t dio_bio_complete(struct dio *dio, struct bio *bio);
325
326 /*
327  * Asynchronous IO callback. 
328  */
329 static void dio_bio_end_aio(struct bio *bio)
330 {
331         struct dio *dio = bio->bi_private;
332         unsigned long remaining;
333         unsigned long flags;
334         bool defer_completion = false;
335
336         /* cleanup the bio */
337         dio_bio_complete(dio, bio);
338
339         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
340         remaining = --dio->refcount;
341         if (remaining == 1 && dio->waiter)
342                 wake_up_process(dio->waiter);
343         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
344
345         if (remaining == 0) {
346                 /*
347                  * Defer completion when defer_completion is set or
348                  * when the inode has pages mapped and this is AIO write.
349                  * We need to invalidate those pages because there is a
350                  * chance they contain stale data in the case buffered IO
351                  * went in between AIO submission and completion into the
352                  * same region.
353                  */
354                 if (dio->result)
355                         defer_completion = dio->defer_completion ||
356                                            (dio->op == REQ_OP_WRITE &&
357                                             dio->inode->i_mapping->nrpages);
358                 if (defer_completion) {
359                         INIT_WORK(&dio->complete_work, dio_aio_complete_work);
360                         queue_work(dio->inode->i_sb->s_dio_done_wq,
361                                    &dio->complete_work);
362                 } else {
363                         dio_complete(dio, 0, DIO_COMPLETE_ASYNC);
364                 }
365         }
366 }
367
368 /*
369  * The BIO completion handler simply queues the BIO up for the process-context
370  * handler.
371  *
372  * During I/O bi_private points at the dio.  After I/O, bi_private is used to
373  * implement a singly-linked list of completed BIOs, at dio->bio_list.
374  */
375 static void dio_bio_end_io(struct bio *bio)
376 {
377         struct dio *dio = bio->bi_private;
378         unsigned long flags;
379
380         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
381         bio->bi_private = dio->bio_list;
382         dio->bio_list = bio;
383         if (--dio->refcount == 1 && dio->waiter)
384                 wake_up_process(dio->waiter);
385         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
386 }
387
388 static inline void
389 dio_bio_alloc(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
390               struct block_device *bdev,
391               sector_t first_sector, int nr_vecs)
392 {
393         struct bio *bio;
394
395         /*
396          * bio_alloc() is guaranteed to return a bio when allowed to sleep and
397          * we request a valid number of vectors.
398          */
399         bio = bio_alloc(bdev, nr_vecs, dio->op | dio->op_flags, GFP_KERNEL);
400         bio->bi_iter.bi_sector = first_sector;
401         if (dio->is_async)
402                 bio->bi_end_io = dio_bio_end_aio;
403         else
404                 bio->bi_end_io = dio_bio_end_io;
405
406         bio->bi_write_hint = dio->iocb->ki_hint;
407
408         sdio->bio = bio;
409         sdio->logical_offset_in_bio = sdio->cur_page_fs_offset;
410 }
411
412 /*
413  * In the AIO read case we speculatively dirty the pages before starting IO.
414  * During IO completion, any of these pages which happen to have been written
415  * back will be redirtied by bio_check_pages_dirty().
416  *
417  * bios hold a dio reference between submit_bio and ->end_io.
418  */
419 static inline void dio_bio_submit(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
420 {
421         struct bio *bio = sdio->bio;
422         unsigned long flags;
423
424         bio->bi_private = dio;
425         /* don't account direct I/O as memory stall */
426         bio_clear_flag(bio, BIO_WORKINGSET);
427
428         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
429         dio->refcount++;
430         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
431
432         if (dio->is_async && dio->op == REQ_OP_READ && dio->should_dirty)
433                 bio_set_pages_dirty(bio);
434
435         dio->bio_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
436
437         if (sdio->submit_io)
438                 sdio->submit_io(bio, dio->inode, sdio->logical_offset_in_bio);
439         else
440                 submit_bio(bio);
441
442         sdio->bio = NULL;
443         sdio->boundary = 0;
444         sdio->logical_offset_in_bio = 0;
445 }
446
447 /*
448  * Release any resources in case of a failure
449  */
450 static inline void dio_cleanup(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
451 {
452         while (sdio->head < sdio->tail)
453                 put_page(dio->pages[sdio->head++]);
454 }
455
456 /*
457  * Wait for the next BIO to complete.  Remove it and return it.  NULL is
458  * returned once all BIOs have been completed.  This must only be called once
459  * all bios have been issued so that dio->refcount can only decrease.  This
460  * requires that the caller hold a reference on the dio.
461  */
462 static struct bio *dio_await_one(struct dio *dio)
463 {
464         unsigned long flags;
465         struct bio *bio = NULL;
466
467         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
468
469         /*
470          * Wait as long as the list is empty and there are bios in flight.  bio
471          * completion drops the count, maybe adds to the list, and wakes while
472          * holding the bio_lock so we don't need set_current_state()'s barrier
473          * and can call it after testing our condition.
474          */
475         while (dio->refcount > 1 && dio->bio_list == NULL) {
476                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
477                 dio->waiter = current;
478                 spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
479                 blk_io_schedule();
480                 /* wake up sets us TASK_RUNNING */
481                 spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
482                 dio->waiter = NULL;
483         }
484         if (dio->bio_list) {
485                 bio = dio->bio_list;
486                 dio->bio_list = bio->bi_private;
487         }
488         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
489         return bio;
490 }
491
492 /*
493  * Process one completed BIO.  No locks are held.
494  */
495 static blk_status_t dio_bio_complete(struct dio *dio, struct bio *bio)
496 {
497         blk_status_t err = bio->bi_status;
498         bool should_dirty = dio->op == REQ_OP_READ && dio->should_dirty;
499
500         if (err) {
501                 if (err == BLK_STS_AGAIN && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
502                         dio->io_error = -EAGAIN;
503                 else
504                         dio->io_error = -EIO;
505         }
506
507         if (dio->is_async && should_dirty) {
508                 bio_check_pages_dirty(bio);     /* transfers ownership */
509         } else {
510                 bio_release_pages(bio, should_dirty);
511                 bio_put(bio);
512         }
513         return err;
514 }
515
516 /*
517  * Wait on and process all in-flight BIOs.  This must only be called once
518  * all bios have been issued so that the refcount can only decrease.
519  * This just waits for all bios to make it through dio_bio_complete.  IO
520  * errors are propagated through dio->io_error and should be propagated via
521  * dio_complete().
522  */
523 static void dio_await_completion(struct dio *dio)
524 {
525         struct bio *bio;
526         do {
527                 bio = dio_await_one(dio);
528                 if (bio)
529                         dio_bio_complete(dio, bio);
530         } while (bio);
531 }
532
533 /*
534  * A really large O_DIRECT read or write can generate a lot of BIOs.  So
535  * to keep the memory consumption sane we periodically reap any completed BIOs
536  * during the BIO generation phase.
537  *
538  * This also helps to limit the peak amount of pinned userspace memory.
539  */
540 static inline int dio_bio_reap(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
541 {
542         int ret = 0;
543
544         if (sdio->reap_counter++ >= 64) {
545                 while (dio->bio_list) {
546                         unsigned long flags;
547                         struct bio *bio;
548                         int ret2;
549
550                         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
551                         bio = dio->bio_list;
552                         dio->bio_list = bio->bi_private;
553                         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
554                         ret2 = blk_status_to_errno(dio_bio_complete(dio, bio));
555                         if (ret == 0)
556                                 ret = ret2;
557                 }
558                 sdio->reap_counter = 0;
559         }
560         return ret;
561 }
562
563 /*
564  * Create workqueue for deferred direct IO completions. We allocate the
565  * workqueue when it's first needed. This avoids creating workqueue for
566  * filesystems that don't need it and also allows us to create the workqueue
567  * late enough so the we can include s_id in the name of the workqueue.
568  */
569 int sb_init_dio_done_wq(struct super_block *sb)
570 {
571         struct workqueue_struct *old;
572         struct workqueue_struct *wq = alloc_workqueue("dio/%s",
573                                                       WQ_MEM_RECLAIM, 0,
574                                                       sb->s_id);
575         if (!wq)
576                 return -ENOMEM;
577         /*
578          * This has to be atomic as more DIOs can race to create the workqueue
579          */
580         old = cmpxchg(&sb->s_dio_done_wq, NULL, wq);
581         /* Someone created workqueue before us? Free ours... */
582         if (old)
583                 destroy_workqueue(wq);
584         return 0;
585 }
586
587 static int dio_set_defer_completion(struct dio *dio)
588 {
589         struct super_block *sb = dio->inode->i_sb;
590
591         if (dio->defer_completion)
592                 return 0;
593         dio->defer_completion = true;
594         if (!sb->s_dio_done_wq)
595                 return sb_init_dio_done_wq(sb);
596         return 0;
597 }
598
599 /*
600  * Call into the fs to map some more disk blocks.  We record the current number
601  * of available blocks at sdio->blocks_available.  These are in units of the
602  * fs blocksize, i_blocksize(inode).
603  *
604  * The fs is allowed to map lots of blocks at once.  If it wants to do that,
605  * it uses the passed inode-relative block number as the file offset, as usual.
606  *
607  * get_block() is passed the number of i_blkbits-sized blocks which direct_io
608  * has remaining to do.  The fs should not map more than this number of blocks.
609  *
610  * If the fs has mapped a lot of blocks, it should populate bh->b_size to
611  * indicate how much contiguous disk space has been made available at
612  * bh->b_blocknr.
613  *
614  * If *any* of the mapped blocks are new, then the fs must set buffer_new().
615  * This isn't very efficient...
616  *
617  * In the case of filesystem holes: the fs may return an arbitrarily-large
618  * hole by returning an appropriate value in b_size and by clearing
619  * buffer_mapped().  However the direct-io code will only process holes one
620  * block at a time - it will repeatedly call get_block() as it walks the hole.
621  */
622 static int get_more_blocks(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
623                            struct buffer_head *map_bh)
624 {
625         int ret;
626         sector_t fs_startblk;   /* Into file, in filesystem-sized blocks */
627         sector_t fs_endblk;     /* Into file, in filesystem-sized blocks */
628         unsigned long fs_count; /* Number of filesystem-sized blocks */
629         int create;
630         unsigned int i_blkbits = sdio->blkbits + sdio->blkfactor;
631         loff_t i_size;
632
633         /*
634          * If there was a memory error and we've overwritten all the
635          * mapped blocks then we can now return that memory error
636          */
637         ret = dio->page_errors;
638         if (ret == 0) {
639                 BUG_ON(sdio->block_in_file >= sdio->final_block_in_request);
640                 fs_startblk = sdio->block_in_file >> sdio->blkfactor;
641                 fs_endblk = (sdio->final_block_in_request - 1) >>
642                                         sdio->blkfactor;
643                 fs_count = fs_endblk - fs_startblk + 1;
644
645                 map_bh->b_state = 0;
646                 map_bh->b_size = fs_count << i_blkbits;
647
648                 /*
649                  * For writes that could fill holes inside i_size on a
650                  * DIO_SKIP_HOLES filesystem we forbid block creations: only
651                  * overwrites are permitted. We will return early to the caller
652                  * once we see an unmapped buffer head returned, and the caller
653                  * will fall back to buffered I/O.
654                  *
655                  * Otherwise the decision is left to the get_blocks method,
656                  * which may decide to handle it or also return an unmapped
657                  * buffer head.
658                  */
659                 create = dio->op == REQ_OP_WRITE;
660                 if (dio->flags & DIO_SKIP_HOLES) {
661                         i_size = i_size_read(dio->inode);
662                         if (i_size && fs_startblk <= (i_size - 1) >> i_blkbits)
663                                 create = 0;
664                 }
665
666                 ret = (*sdio->get_block)(dio->inode, fs_startblk,
667                                                 map_bh, create);
668
669                 /* Store for completion */
670                 dio->private = map_bh->b_private;
671
672                 if (ret == 0 && buffer_defer_completion(map_bh))
673                         ret = dio_set_defer_completion(dio);
674         }
675         return ret;
676 }
677
678 /*
679  * There is no bio.  Make one now.
680  */
681 static inline int dio_new_bio(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
682                 sector_t start_sector, struct buffer_head *map_bh)
683 {
684         sector_t sector;
685         int ret, nr_pages;
686
687         ret = dio_bio_reap(dio, sdio);
688         if (ret)
689                 goto out;
690         sector = start_sector << (sdio->blkbits - 9);
691         nr_pages = bio_max_segs(sdio->pages_in_io);
692         BUG_ON(nr_pages <= 0);
693         dio_bio_alloc(dio, sdio, map_bh->b_bdev, sector, nr_pages);
694         sdio->boundary = 0;
695 out:
696         return ret;
697 }
698
699 /*
700  * Attempt to put the current chunk of 'cur_page' into the current BIO.  If
701  * that was successful then update final_block_in_bio and take a ref against
702  * the just-added page.
703  *
704  * Return zero on success.  Non-zero means the caller needs to start a new BIO.
705  */
706 static inline int dio_bio_add_page(struct dio_submit *sdio)
707 {
708         int ret;
709
710         ret = bio_add_page(sdio->bio, sdio->cur_page,
711                         sdio->cur_page_len, sdio->cur_page_offset);
712         if (ret == sdio->cur_page_len) {
713                 /*
714                  * Decrement count only, if we are done with this page
715                  */
716                 if ((sdio->cur_page_len + sdio->cur_page_offset) == PAGE_SIZE)
717                         sdio->pages_in_io--;
718                 get_page(sdio->cur_page);
719                 sdio->final_block_in_bio = sdio->cur_page_block +
720                         (sdio->cur_page_len >> sdio->blkbits);
721                 ret = 0;
722         } else {
723                 ret = 1;
724         }
725         return ret;
726 }
727                 
728 /*
729  * Put cur_page under IO.  The section of cur_page which is described by
730  * cur_page_offset,cur_page_len is put into a BIO.  The section of cur_page
731  * starts on-disk at cur_page_block.
732  *
733  * We take a ref against the page here (on behalf of its presence in the bio).
734  *
735  * The caller of this function is responsible for removing cur_page from the
736  * dio, and for dropping the refcount which came from that presence.
737  */
738 static inline int dio_send_cur_page(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
739                 struct buffer_head *map_bh)
740 {
741         int ret = 0;
742
743         if (sdio->bio) {
744                 loff_t cur_offset = sdio->cur_page_fs_offset;
745                 loff_t bio_next_offset = sdio->logical_offset_in_bio +
746                         sdio->bio->bi_iter.bi_size;
747
748                 /*
749                  * See whether this new request is contiguous with the old.
750                  *
751                  * Btrfs cannot handle having logically non-contiguous requests
752                  * submitted.  For example if you have
753                  *
754                  * Logical:  [0-4095][HOLE][8192-12287]
755                  * Physical: [0-4095]      [4096-8191]
756                  *
757                  * We cannot submit those pages together as one BIO.  So if our
758                  * current logical offset in the file does not equal what would
759                  * be the next logical offset in the bio, submit the bio we
760                  * have.
761                  */
762                 if (sdio->final_block_in_bio != sdio->cur_page_block ||
763                     cur_offset != bio_next_offset)
764                         dio_bio_submit(dio, sdio);
765         }
766
767         if (sdio->bio == NULL) {
768                 ret = dio_new_bio(dio, sdio, sdio->cur_page_block, map_bh);
769                 if (ret)
770                         goto out;
771         }
772
773         if (dio_bio_add_page(sdio) != 0) {
774                 dio_bio_submit(dio, sdio);
775                 ret = dio_new_bio(dio, sdio, sdio->cur_page_block, map_bh);
776                 if (ret == 0) {
777                         ret = dio_bio_add_page(sdio);
778                         BUG_ON(ret != 0);
779                 }
780         }
781 out:
782         return ret;
783 }
784
785 /*
786  * An autonomous function to put a chunk of a page under deferred IO.
787  *
788  * The caller doesn't actually know (or care) whether this piece of page is in
789  * a BIO, or is under IO or whatever.  We just take care of all possible 
790  * situations here.  The separation between the logic of do_direct_IO() and
791  * that of submit_page_section() is important for clarity.  Please don't break.
792  *
793  * The chunk of page starts on-disk at blocknr.
794  *
795  * We perform deferred IO, by recording the last-submitted page inside our
796  * private part of the dio structure.  If possible, we just expand the IO
797  * across that page here.
798  *
799  * If that doesn't work out then we put the old page into the bio and add this
800  * page to the dio instead.
801  */
802 static inline int
803 submit_page_section(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio, struct page *page,
804                     unsigned offset, unsigned len, sector_t blocknr,
805                     struct buffer_head *map_bh)
806 {
807         int ret = 0;
808         int boundary = sdio->boundary;  /* dio_send_cur_page may clear it */
809
810         if (dio->op == REQ_OP_WRITE) {
811                 /*
812                  * Read accounting is performed in submit_bio()
813                  */
814                 task_io_account_write(len);
815         }
816
817         /*
818          * Can we just grow the current page's presence in the dio?
819          */
820         if (sdio->cur_page == page &&
821             sdio->cur_page_offset + sdio->cur_page_len == offset &&
822             sdio->cur_page_block +
823             (sdio->cur_page_len >> sdio->blkbits) == blocknr) {
824                 sdio->cur_page_len += len;
825                 goto out;
826         }
827
828         /*
829          * If there's a deferred page already there then send it.
830          */
831         if (sdio->cur_page) {
832                 ret = dio_send_cur_page(dio, sdio, map_bh);
833                 put_page(sdio->cur_page);
834                 sdio->cur_page = NULL;
835                 if (ret)
836                         return ret;
837         }
838
839         get_page(page);         /* It is in dio */
840         sdio->cur_page = page;
841         sdio->cur_page_offset = offset;
842         sdio->cur_page_len = len;
843         sdio->cur_page_block = blocknr;
844         sdio->cur_page_fs_offset = sdio->block_in_file << sdio->blkbits;
845 out:
846         /*
847          * If boundary then we want to schedule the IO now to
848          * avoid metadata seeks.
849          */
850         if (boundary) {
851                 ret = dio_send_cur_page(dio, sdio, map_bh);
852                 if (sdio->bio)
853                         dio_bio_submit(dio, sdio);
854                 put_page(sdio->cur_page);
855                 sdio->cur_page = NULL;
856         }
857         return ret;
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         const unsigned i_blkbits = blkbits + sdio->blkfactor;
925         int ret = 0;
926
927         while (sdio->block_in_file < sdio->final_block_in_request) {
928                 struct page *page;
929                 size_t from, to;
930
931                 page = dio_get_page(dio, sdio);
932                 if (IS_ERR(page)) {
933                         ret = PTR_ERR(page);
934                         goto out;
935                 }
936                 from = sdio->head ? 0 : sdio->from;
937                 to = (sdio->head == sdio->tail - 1) ? sdio->to : PAGE_SIZE;
938                 sdio->head++;
939
940                 while (from < to) {
941                         unsigned this_chunk_bytes;      /* # of bytes mapped */
942                         unsigned this_chunk_blocks;     /* # of blocks */
943                         unsigned u;
944
945                         if (sdio->blocks_available == 0) {
946                                 /*
947                                  * Need to go and map some more disk
948                                  */
949                                 unsigned long blkmask;
950                                 unsigned long dio_remainder;
951
952                                 ret = get_more_blocks(dio, sdio, map_bh);
953                                 if (ret) {
954                                         put_page(page);
955                                         goto out;
956                                 }
957                                 if (!buffer_mapped(map_bh))
958                                         goto do_holes;
959
960                                 sdio->blocks_available =
961                                                 map_bh->b_size >> blkbits;
962                                 sdio->next_block_for_io =
963                                         map_bh->b_blocknr << sdio->blkfactor;
964                                 if (buffer_new(map_bh)) {
965                                         clean_bdev_aliases(
966                                                 map_bh->b_bdev,
967                                                 map_bh->b_blocknr,
968                                                 map_bh->b_size >> i_blkbits);
969                                 }
970
971                                 if (!sdio->blkfactor)
972                                         goto do_holes;
973
974                                 blkmask = (1 << sdio->blkfactor) - 1;
975                                 dio_remainder = (sdio->block_in_file & blkmask);
976
977                                 /*
978                                  * If we are at the start of IO and that IO
979                                  * starts partway into a fs-block,
980                                  * dio_remainder will be non-zero.  If the IO
981                                  * is a read then we can simply advance the IO
982                                  * cursor to the first block which is to be
983                                  * read.  But if the IO is a write and the
984                                  * block was newly allocated we cannot do that;
985                                  * the start of the fs block must be zeroed out
986                                  * on-disk
987                                  */
988                                 if (!buffer_new(map_bh))
989                                         sdio->next_block_for_io += dio_remainder;
990                                 sdio->blocks_available -= dio_remainder;
991                         }
992 do_holes:
993                         /* Handle holes */
994                         if (!buffer_mapped(map_bh)) {
995                                 loff_t i_size_aligned;
996
997                                 /* AKPM: eargh, -ENOTBLK is a hack */
998                                 if (dio->op == REQ_OP_WRITE) {
999                                         put_page(page);
1000                                         return -ENOTBLK;
1001                                 }
1002
1003                                 /*
1004                                  * Be sure to account for a partial block as the
1005                                  * last block in the file
1006                                  */
1007                                 i_size_aligned = ALIGN(i_size_read(dio->inode),
1008                                                         1 << blkbits);
1009                                 if (sdio->block_in_file >=
1010                                                 i_size_aligned >> blkbits) {
1011                                         /* We hit eof */
1012                                         put_page(page);
1013                                         goto out;
1014                                 }
1015                                 zero_user(page, from, 1 << blkbits);
1016                                 sdio->block_in_file++;
1017                                 from += 1 << blkbits;
1018                                 dio->result += 1 << blkbits;
1019                                 goto next_block;
1020                         }
1021
1022                         /*
1023                          * If we're performing IO which has an alignment which
1024                          * is finer than the underlying fs, go check to see if
1025                          * we must zero out the start of this block.
1026                          */
1027                         if (unlikely(sdio->blkfactor && !sdio->start_zero_done))
1028                                 dio_zero_block(dio, sdio, 0, map_bh);
1029
1030                         /*
1031                          * Work out, in this_chunk_blocks, how much disk we
1032                          * can add to this page
1033                          */
1034                         this_chunk_blocks = sdio->blocks_available;
1035                         u = (to - from) >> blkbits;
1036                         if (this_chunk_blocks > u)
1037                                 this_chunk_blocks = u;
1038                         u = sdio->final_block_in_request - sdio->block_in_file;
1039                         if (this_chunk_blocks > u)
1040                                 this_chunk_blocks = u;
1041                         this_chunk_bytes = this_chunk_blocks << blkbits;
1042                         BUG_ON(this_chunk_bytes == 0);
1043
1044                         if (this_chunk_blocks == sdio->blocks_available)
1045                                 sdio->boundary = buffer_boundary(map_bh);
1046                         ret = submit_page_section(dio, sdio, page,
1047                                                   from,
1048                                                   this_chunk_bytes,
1049                                                   sdio->next_block_for_io,
1050                                                   map_bh);
1051                         if (ret) {
1052                                 put_page(page);
1053                                 goto out;
1054                         }
1055                         sdio->next_block_for_io += this_chunk_blocks;
1056
1057                         sdio->block_in_file += this_chunk_blocks;
1058                         from += this_chunk_bytes;
1059                         dio->result += this_chunk_bytes;
1060                         sdio->blocks_available -= this_chunk_blocks;
1061 next_block:
1062                         BUG_ON(sdio->block_in_file > sdio->final_block_in_request);
1063                         if (sdio->block_in_file == sdio->final_block_in_request)
1064                                 break;
1065                 }
1066
1067                 /* Drop the ref which was taken in get_user_pages() */
1068                 put_page(page);
1069         }
1070 out:
1071         return ret;
1072 }
1073
1074 static inline int drop_refcount(struct dio *dio)
1075 {
1076         int ret2;
1077         unsigned long flags;
1078
1079         /*
1080          * Sync will always be dropping the final ref and completing the
1081          * operation.  AIO can if it was a broken operation described above or
1082          * in fact if all the bios race to complete before we get here.  In
1083          * that case dio_complete() translates the EIOCBQUEUED into the proper
1084          * return code that the caller will hand to ->complete().
1085          *
1086          * This is managed by the bio_lock instead of being an atomic_t so that
1087          * completion paths can drop their ref and use the remaining count to
1088          * decide to wake the submission path atomically.
1089          */
1090         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
1091         ret2 = --dio->refcount;
1092         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
1093         return ret2;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * This is a library function for use by filesystem drivers.
1098  *
1099  * The locking rules are governed by the flags parameter:
1100  *  - if the flags value contains DIO_LOCKING we use a fancy locking
1101  *    scheme for dumb filesystems.
1102  *    For writes this function is called under i_mutex and returns with
1103  *    i_mutex held, for reads, i_mutex is not held on entry, but it is
1104  *    taken and dropped again before returning.
1105  *  - if the flags value does NOT contain DIO_LOCKING we don't use any
1106  *    internal locking but rather rely on the filesystem to synchronize
1107  *    direct I/O reads/writes versus each other and truncate.
1108  *
1109  * To help with locking against truncate we incremented the i_dio_count
1110  * counter before starting direct I/O, and decrement it once we are done.
1111  * Truncate can wait for it to reach zero to provide exclusion.  It is
1112  * expected that filesystem provide exclusion between new direct I/O
1113  * and truncates.  For DIO_LOCKING filesystems this is done by i_mutex,
1114  * but other filesystems need to take care of this on their own.
1115  *
1116  * NOTE: if you pass "sdio" to anything by pointer make sure that function
1117  * is always inlined. Otherwise gcc is unable to split the structure into
1118  * individual fields and will generate much worse code. This is important
1119  * for the whole file.
1120  */
1121 static inline ssize_t
1122 do_blockdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
1123                       struct block_device *bdev, struct iov_iter *iter,
1124                       get_block_t get_block, dio_iodone_t end_io,
1125                       dio_submit_t submit_io, int flags)
1126 {
1127         unsigned i_blkbits = READ_ONCE(inode->i_blkbits);
1128         unsigned blkbits = i_blkbits;
1129         unsigned blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1130         ssize_t retval = -EINVAL;
1131         const size_t count = iov_iter_count(iter);
1132         loff_t offset = iocb->ki_pos;
1133         const loff_t end = offset + count;
1134         struct dio *dio;
1135         struct dio_submit sdio = { 0, };
1136         struct buffer_head map_bh = { 0, };
1137         struct blk_plug plug;
1138         unsigned long align = offset | iov_iter_alignment(iter);
1139
1140         /*
1141          * Avoid references to bdev if not absolutely needed to give
1142          * the early prefetch in the caller enough time.
1143          */
1144
1145         /* watch out for a 0 len io from a tricksy fs */
1146         if (iov_iter_rw(iter) == READ && !count)
1147                 return 0;
1148
1149         dio = kmem_cache_alloc(dio_cache, GFP_KERNEL);
1150         if (!dio)
1151                 return -ENOMEM;
1152         /*
1153          * Believe it or not, zeroing out the page array caused a .5%
1154          * performance regression in a database benchmark.  So, we take
1155          * care to only zero out what's needed.
1156          */
1157         memset(dio, 0, offsetof(struct dio, pages));
1158
1159         dio->flags = flags;
1160         if (dio->flags & DIO_LOCKING && iov_iter_rw(iter) == READ) {
1161                 /* will be released by direct_io_worker */
1162                 inode_lock(inode);
1163         }
1164
1165         /* Once we sampled i_size check for reads beyond EOF */
1166         dio->i_size = i_size_read(inode);
1167         if (iov_iter_rw(iter) == READ && offset >= dio->i_size) {
1168                 retval = 0;
1169                 goto fail_dio;
1170         }
1171
1172         if (align & blocksize_mask) {
1173                 if (bdev)
1174                         blkbits = blksize_bits(bdev_logical_block_size(bdev));
1175                 blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1176                 if (align & blocksize_mask)
1177                         goto fail_dio;
1178         }
1179
1180         if (dio->flags & DIO_LOCKING && iov_iter_rw(iter) == READ) {
1181                 struct address_space *mapping = iocb->ki_filp->f_mapping;
1182
1183                 retval = filemap_write_and_wait_range(mapping, offset, end - 1);
1184                 if (retval)
1185                         goto fail_dio;
1186         }
1187
1188         /*
1189          * For file extending writes updating i_size before data writeouts
1190          * complete can expose uninitialized blocks in dumb filesystems.
1191          * In that case we need to wait for I/O completion even if asked
1192          * for an asynchronous write.
1193          */
1194         if (is_sync_kiocb(iocb))
1195                 dio->is_async = false;
1196         else if (iov_iter_rw(iter) == WRITE && end > i_size_read(inode))
1197                 dio->is_async = false;
1198         else
1199                 dio->is_async = true;
1200
1201         dio->inode = inode;
1202         if (iov_iter_rw(iter) == WRITE) {
1203                 dio->op = REQ_OP_WRITE;
1204                 dio->op_flags = REQ_SYNC | REQ_IDLE;
1205                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1206                         dio->op_flags |= REQ_NOWAIT;
1207         } else {
1208                 dio->op = REQ_OP_READ;
1209         }
1210
1211         /*
1212          * For AIO O_(D)SYNC writes we need to defer completions to a workqueue
1213          * so that we can call ->fsync.
1214          */
1215         if (dio->is_async && iov_iter_rw(iter) == WRITE) {
1216                 retval = 0;
1217                 if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
1218                         retval = dio_set_defer_completion(dio);
1219                 else if (!dio->inode->i_sb->s_dio_done_wq) {
1220                         /*
1221                          * In case of AIO write racing with buffered read we
1222                          * need to defer completion. We can't decide this now,
1223                          * however the workqueue needs to be initialized here.
1224                          */
1225                         retval = sb_init_dio_done_wq(dio->inode->i_sb);
1226                 }
1227                 if (retval)
1228                         goto fail_dio;
1229         }
1230
1231         /*
1232          * Will be decremented at I/O completion time.
1233          */
1234         inode_dio_begin(inode);
1235
1236         retval = 0;
1237         sdio.blkbits = blkbits;
1238         sdio.blkfactor = i_blkbits - blkbits;
1239         sdio.block_in_file = offset >> blkbits;
1240
1241         sdio.get_block = get_block;
1242         dio->end_io = end_io;
1243         sdio.submit_io = submit_io;
1244         sdio.final_block_in_bio = -1;
1245         sdio.next_block_for_io = -1;
1246
1247         dio->iocb = iocb;
1248
1249         spin_lock_init(&dio->bio_lock);
1250         dio->refcount = 1;
1251
1252         dio->should_dirty = iter_is_iovec(iter) && iov_iter_rw(iter) == READ;
1253         sdio.iter = iter;
1254         sdio.final_block_in_request = end >> blkbits;
1255
1256         /*
1257          * In case of non-aligned buffers, we may need 2 more
1258          * pages since we need to zero out first and last block.
1259          */
1260         if (unlikely(sdio.blkfactor))
1261                 sdio.pages_in_io = 2;
1262
1263         sdio.pages_in_io += iov_iter_npages(iter, INT_MAX);
1264
1265         blk_start_plug(&plug);
1266
1267         retval = do_direct_IO(dio, &sdio, &map_bh);
1268         if (retval)
1269                 dio_cleanup(dio, &sdio);
1270
1271         if (retval == -ENOTBLK) {
1272                 /*
1273                  * The remaining part of the request will be
1274                  * handled by buffered I/O when we return
1275                  */
1276                 retval = 0;
1277         }
1278         /*
1279          * There may be some unwritten disk at the end of a part-written
1280          * fs-block-sized block.  Go zero that now.
1281          */
1282         dio_zero_block(dio, &sdio, 1, &map_bh);
1283
1284         if (sdio.cur_page) {
1285                 ssize_t ret2;
1286
1287                 ret2 = dio_send_cur_page(dio, &sdio, &map_bh);
1288                 if (retval == 0)
1289                         retval = ret2;
1290                 put_page(sdio.cur_page);
1291                 sdio.cur_page = NULL;
1292         }
1293         if (sdio.bio)
1294                 dio_bio_submit(dio, &sdio);
1295
1296         blk_finish_plug(&plug);
1297
1298         /*
1299          * It is possible that, we return short IO due to end of file.
1300          * In that case, we need to release all the pages we got hold on.
1301          */
1302         dio_cleanup(dio, &sdio);
1303
1304         /*
1305          * All block lookups have been performed. For READ requests
1306          * we can let i_mutex go now that its achieved its purpose
1307          * of protecting us from looking up uninitialized blocks.
1308          */
1309         if (iov_iter_rw(iter) == READ && (dio->flags & DIO_LOCKING))
1310                 inode_unlock(dio->inode);
1311
1312         /*
1313          * The only time we want to leave bios in flight is when a successful
1314          * partial aio read or full aio write have been setup.  In that case
1315          * bio completion will call aio_complete.  The only time it's safe to
1316          * call aio_complete is when we return -EIOCBQUEUED, so we key on that.
1317          * This had *better* be the only place that raises -EIOCBQUEUED.
1318          */
1319         BUG_ON(retval == -EIOCBQUEUED);
1320         if (dio->is_async && retval == 0 && dio->result &&
1321             (iov_iter_rw(iter) == READ || dio->result == count))
1322                 retval = -EIOCBQUEUED;
1323         else
1324                 dio_await_completion(dio);
1325
1326         if (drop_refcount(dio) == 0) {
1327                 retval = dio_complete(dio, retval, DIO_COMPLETE_INVALIDATE);
1328         } else
1329                 BUG_ON(retval != -EIOCBQUEUED);
1330
1331         return retval;
1332
1333 fail_dio:
1334         if (dio->flags & DIO_LOCKING && iov_iter_rw(iter) == READ)
1335                 inode_unlock(inode);
1336
1337         kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1338         return retval;
1339 }
1340
1341 ssize_t __blockdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
1342                              struct block_device *bdev, struct iov_iter *iter,
1343                              get_block_t get_block,
1344                              dio_iodone_t end_io, dio_submit_t submit_io,
1345                              int flags)
1346 {
1347         /*
1348          * The block device state is needed in the end to finally
1349          * submit everything.  Since it's likely to be cache cold
1350          * prefetch it here as first thing to hide some of the
1351          * latency.
1352          *
1353          * Attempt to prefetch the pieces we likely need later.
1354          */
1355         prefetch(&bdev->bd_disk->part_tbl);
1356         prefetch(bdev->bd_disk->queue);
1357         prefetch((char *)bdev->bd_disk->queue + SMP_CACHE_BYTES);
1358
1359         return do_blockdev_direct_IO(iocb, inode, bdev, iter, get_block,
1360                                      end_io, submit_io, flags);
1361 }
1362
1363 EXPORT_SYMBOL(__blockdev_direct_IO);
1364
1365 static __init int dio_init(void)
1366 {
1367         dio_cache = KMEM_CACHE(dio, SLAB_PANIC);
1368         return 0;
1369 }
1370 module_init(dio_init)