SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - fs/nfs/direct.c

   1 /*
   2  * linux/fs/nfs/direct.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 2003 by Chuck Lever <cel@netapp.com>
   5  *
   6  * High-performance uncached I/O for the Linux NFS client
   7  *
   8  * There are important applications whose performance or correctness
   9  * depends on uncached access to file data.  Database clusters
  10  * (multiple copies of the same instance running on separate hosts)
  11  * implement their own cache coherency protocol that subsumes file
  12  * system cache protocols.  Applications that process datasets
  13  * considerably larger than the client's memory do not always benefit
  14  * from a local cache.  A streaming video server, for instance, has no
  15  * need to cache the contents of a file.
  16  *
  17  * When an application requests uncached I/O, all read and write requests
  18  * are made directly to the server; data stored or fetched via these
  19  * requests is not cached in the Linux page cache.  The client does not
  20  * correct unaligned requests from applications.  All requested bytes are
  21  * held on permanent storage before a direct write system call returns to
  22  * an application.
  23  *
  24  * Solaris implements an uncached I/O facility called directio() that
  25  * is used for backups and sequential I/O to very large files.  Solaris
  26  * also supports uncaching whole NFS partitions with "-o forcedirectio,"
  27  * an undocumented mount option.
  28  *
  29  * Designed by Jeff Kimmel, Chuck Lever, and Trond Myklebust, with
  30  * help from Andrew Morton.
  31  *
  32  * 18 Dec 2001  Initial implementation for 2.4  --cel
  33  * 08 Jul 2002  Version for 2.4.19, with bug fixes --trondmy
  34  * 08 Jun 2003  Port to 2.5 APIs  --cel
  35  * 31 Mar 2004  Handle direct I/O without VFS support  --cel
  36  * 15 Sep 2004  Parallel async reads  --cel
  37  *
  38  */
  39
  40 #include <linux/config.h>
  41 #include <linux/errno.h>
  42 #include <linux/sched.h>
  43 #include <linux/kernel.h>
  44 #include <linux/smp_lock.h>
  45 #include <linux/file.h>
  46 #include <linux/pagemap.h>
  47 #include <linux/kref.h>
  48
  49 #include <linux/nfs_fs.h>
  50 #include <linux/nfs_page.h>
  51 #include <linux/sunrpc/clnt.h>
  52
  53 #include <asm/system.h>
  54 #include <asm/uaccess.h>
  55 #include <asm/atomic.h>
  56
  57 #include "iostat.h"
  58
  59 #define NFSDBG_FACILITY         NFSDBG_VFS
  60 #define MAX_DIRECTIO_SIZE       (4096UL << PAGE_SHIFT)
  61
  62 static void nfs_free_user_pages(struct page **pages, int npages, int do_dirty);
  63 static kmem_cache_t *nfs_direct_cachep;
  64
  65 /*
  66  * This represents a set of asynchronous requests that we're waiting on
  67  */
  68 struct nfs_direct_req {
  69         struct kref             kref;           /* release manager */
  70         struct list_head        list;           /* nfs_read_data structs */
  71         wait_queue_head_t       wait;           /* wait for i/o completion */
  72         struct inode *          inode;          /* target file of I/O */
  73         struct page **          pages;          /* pages in our buffer */
  74         unsigned int            npages;         /* count of pages */
  75         atomic_t                complete,       /* i/os we're waiting for */
  76                                 count,          /* bytes actually processed */
  77                                 error;          /* any reported error */
  78 };
  79
  80
  81 /**
  82  * nfs_direct_IO - NFS address space operation for direct I/O
  83  * @rw: direction (read or write)
  84  * @iocb: target I/O control block
  85  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
  86  * @pos: offset in file to begin the operation
  87  * @nr_segs: size of iovec array
  88  *
  89  * The presence of this routine in the address space ops vector means
  90  * the NFS client supports direct I/O.  However, we shunt off direct
  91  * read and write requests before the VFS gets them, so this method
  92  * should never be called.
  93  */
  94 ssize_t nfs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov, loff_t pos, unsigned long nr_segs)
  95 {
  96         struct dentry *dentry = iocb->ki_filp->f_dentry;
  97
  98         dprintk("NFS: nfs_direct_IO (%s) off/no(%Ld/%lu) EINVAL\n",
  99                         dentry->d_name.name, (long long) pos, nr_segs);
 100
 101         return -EINVAL;
 102 }
 103
 104 /**
 105  * nfs_get_user_pages - find and set up pages underlying user's buffer
 106  * rw: direction (read or write)
 107  * user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 108  * count: size of this segment
 109  * @pages: returned array of page struct pointers underlying user's buffer
 110  */
 111 static inline int
 112 nfs_get_user_pages(int rw, unsigned long user_addr, size_t size,
 113                 struct page ***pages)
 114 {
 115         int result = -ENOMEM;
 116         unsigned long page_count;
 117         size_t array_size;
 118
 119         /* set an arbitrary limit to prevent type overflow */
 120         /* XXX: this can probably be as large as INT_MAX */
 121         if (size > MAX_DIRECTIO_SIZE) {
 122                 *pages = NULL;
 123                 return -EFBIG;
 124         }
 125
 126         page_count = (user_addr + size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 127         page_count -= user_addr >> PAGE_SHIFT;
 128
 129         array_size = (page_count * sizeof(struct page *));
 130         *pages = kmalloc(array_size, GFP_KERNEL);
 131         if (*pages) {
 132                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 133                 result = get_user_pages(current, current->mm, user_addr,
 134                                         page_count, (rw == READ), 0,
 135                                         *pages, NULL);
 136                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 137                 /*
 138                  * If we got fewer pages than expected from get_user_pages(),
 139                  * the user buffer runs off the end of a mapping; return EFAULT.
 140                  */
 141                 if (result >= 0 && result < page_count) {
 142                         nfs_free_user_pages(*pages, result, 0);
 143                         *pages = NULL;
 144                         result = -EFAULT;
 145                 }
 146         }
 147         return result;
 148 }
 149
 150 /**
 151  * nfs_free_user_pages - tear down page struct array
 152  * @pages: array of page struct pointers underlying target buffer
 153  * @npages: number of pages in the array
 154  * @do_dirty: dirty the pages as we release them
 155  */
 156 static void
 157 nfs_free_user_pages(struct page **pages, int npages, int do_dirty)
 158 {
 159         int i;
 160         for (i = 0; i < npages; i++) {
 161                 struct page *page = pages[i];
 162                 if (do_dirty && !PageCompound(page))
 163                         set_page_dirty_lock(page);
 164                 page_cache_release(page);
 165         }
 166         kfree(pages);
 167 }
 168
 169 /**
 170  * nfs_direct_req_release - release  nfs_direct_req structure for direct read
 171  * @kref: kref object embedded in an nfs_direct_req structure
 172  *
 173  */
 174 static void nfs_direct_req_release(struct kref *kref)
 175 {
 176         struct nfs_direct_req *dreq = container_of(kref, struct nfs_direct_req, kref);
 177         kmem_cache_free(nfs_direct_cachep, dreq);
 178 }
 179
 180 /**
 181  * nfs_direct_read_alloc - allocate nfs_read_data structures for direct read
 182  * @count: count of bytes for the read request
 183  * @rsize: local rsize setting
 184  *
 185  * Note we also set the number of requests we have in the dreq when we are
 186  * done.  This prevents races with I/O completion so we will always wait
 187  * until all requests have been dispatched and completed.
 188  */
 189 static struct nfs_direct_req *nfs_direct_read_alloc(size_t nbytes, unsigned int rsize)
 190 {
 191         struct list_head *list;
 192         struct nfs_direct_req *dreq;
 193         unsigned int reads = 0;
 194         unsigned int rpages = (rsize + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 195
 196         dreq = kmem_cache_alloc(nfs_direct_cachep, SLAB_KERNEL);
 197         if (!dreq)
 198                 return NULL;
 199
 200         kref_init(&dreq->kref);
 201         init_waitqueue_head(&dreq->wait);
 202         INIT_LIST_HEAD(&dreq->list);
 203         atomic_set(&dreq->count, 0);
 204         atomic_set(&dreq->error, 0);
 205
 206         list = &dreq->list;
 207         for(;;) {
 208                 struct nfs_read_data *data = nfs_readdata_alloc(rpages);
 209
 210                 if (unlikely(!data)) {
 211                         while (!list_empty(list)) {
 212                                 data = list_entry(list->next,
 213                                                   struct nfs_read_data, pages);
 214                                 list_del(&data->pages);
 215                                 nfs_readdata_free(data);
 216                         }
 217                         kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 218                         return NULL;
 219                 }
 220
 221                 INIT_LIST_HEAD(&data->pages);
 222                 list_add(&data->pages, list);
 223
 224                 data->req = (struct nfs_page *) dreq;
 225                 reads++;
 226                 if (nbytes <= rsize)
 227                         break;
 228                 nbytes -= rsize;
 229         }
 230         kref_get(&dreq->kref);
 231         atomic_set(&dreq->complete, reads);
 232         return dreq;
 233 }
 234
 235 /**
 236  * nfs_direct_read_result - handle a read reply for a direct read request
 237  * @data: address of NFS READ operation control block
 238  * @status: status of this NFS READ operation
 239  *
 240  * We must hold a reference to all the pages in this direct read request
 241  * until the RPCs complete.  This could be long *after* we are woken up in
 242  * nfs_direct_read_wait (for instance, if someone hits ^C on a slow server).
 243  */
 244 static void nfs_direct_read_result(struct rpc_task *task, void *calldata)
 245 {
 246         struct nfs_read_data *data = calldata;
 247         struct nfs_direct_req *dreq = (struct nfs_direct_req *) data->req;
 248
 249         if (nfs_readpage_result(task, data) != 0)
 250                 return;
 251         if (likely(task->tk_status >= 0))
 252                 atomic_add(data->res.count, &dreq->count);
 253         else
 254                 atomic_set(&dreq->error, task->tk_status);
 255
 256         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&dreq->complete))) {
 257                 nfs_free_user_pages(dreq->pages, dreq->npages, 1);
 258                 wake_up(&dreq->wait);
 259                 kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 260         }
 261 }
 262
 263 static const struct rpc_call_ops nfs_read_direct_ops = {
 264         .rpc_call_done = nfs_direct_read_result,
 265         .rpc_release = nfs_readdata_release,
 266 };
 267
 268 /**
 269  * nfs_direct_read_schedule - dispatch NFS READ operations for a direct read
 270  * @dreq: address of nfs_direct_req struct for this request
 271  * @inode: target inode
 272  * @ctx: target file open context
 273  * @user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 274  * @count: size of this segment
 275  * @file_offset: offset in file to begin the operation
 276  *
 277  * For each nfs_read_data struct that was allocated on the list, dispatch
 278  * an NFS READ operation
 279  */
 280 static void nfs_direct_read_schedule(struct nfs_direct_req *dreq,
 281                 struct inode *inode, struct nfs_open_context *ctx,
 282                 unsigned long user_addr, size_t count, loff_t file_offset)
 283 {
 284         struct list_head *list = &dreq->list;
 285         struct page **pages = dreq->pages;
 286         unsigned int curpage, pgbase;
 287         unsigned int rsize = NFS_SERVER(inode)->rsize;
 288
 289         curpage = 0;
 290         pgbase = user_addr & ~PAGE_MASK;
 291         do {
 292                 struct nfs_read_data *data;
 293                 unsigned int bytes;
 294
 295                 bytes = rsize;
 296                 if (count < rsize)
 297                         bytes = count;
 298
 299                 data = list_entry(list->next, struct nfs_read_data, pages);
 300                 list_del_init(&data->pages);
 301
 302                 data->inode = inode;
 303                 data->cred = ctx->cred;
 304                 data->args.fh = NFS_FH(inode);
 305                 data->args.context = ctx;
 306                 data->args.offset = file_offset;
 307                 data->args.pgbase = pgbase;
 308                 data->args.pages = &pages[curpage];
 309                 data->args.count = bytes;
 310                 data->res.fattr = &data->fattr;
 311                 data->res.eof = 0;
 312                 data->res.count = bytes;
 313
 314                 rpc_init_task(&data->task, NFS_CLIENT(inode), RPC_TASK_ASYNC,
 315                                 &nfs_read_direct_ops, data);
 316                 NFS_PROTO(inode)->read_setup(data);
 317
 318                 data->task.tk_cookie = (unsigned long) inode;
 319
 320                 lock_kernel();
 321                 rpc_execute(&data->task);
 322                 unlock_kernel();
 323
 324                 dfprintk(VFS, "NFS: %4d initiated direct read call (req %s/%Ld, %u bytes @ offset %Lu)\n",
 325                                 data->task.tk_pid,
 326                                 inode->i_sb->s_id,
 327                                 (long long)NFS_FILEID(inode),
 328                                 bytes,
 329                                 (unsigned long long)data->args.offset);
 330
 331                 file_offset += bytes;
 332                 pgbase += bytes;
 333                 curpage += pgbase >> PAGE_SHIFT;
 334                 pgbase &= ~PAGE_MASK;
 335
 336                 count -= bytes;
 337         } while (count != 0);
 338 }
 339
 340 /**
 341  * nfs_direct_read_wait - wait for I/O completion for direct reads
 342  * @dreq: request on which we are to wait
 343  * @intr: whether or not this wait can be interrupted
 344  *
 345  * Collects and returns the final error value/byte-count.
 346  */
 347 static ssize_t nfs_direct_read_wait(struct nfs_direct_req *dreq, int intr)
 348 {
 349         int result = 0;
 350
 351         if (intr) {
 352                 result = wait_event_interruptible(dreq->wait,
 353                                         (atomic_read(&dreq->complete) == 0));
 354         } else {
 355                 wait_event(dreq->wait, (atomic_read(&dreq->complete) == 0));
 356         }
 357
 358         if (!result)
 359                 result = atomic_read(&dreq->error);
 360         if (!result)
 361                 result = atomic_read(&dreq->count);
 362
 363         kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 364         return (ssize_t) result;
 365 }
 366
 367 /**
 368  * nfs_direct_read_seg - Read in one iov segment.  Generate separate
 369  *                        read RPCs for each "rsize" bytes.
 370  * @inode: target inode
 371  * @ctx: target file open context
 372  * @user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 373  * @count: size of this segment
 374  * @file_offset: offset in file to begin the operation
 375  * @pages: array of addresses of page structs defining user's buffer
 376  * @nr_pages: number of pages in the array
 377  *
 378  */
 379 static ssize_t nfs_direct_read_seg(struct inode *inode,
 380                 struct nfs_open_context *ctx, unsigned long user_addr,
 381                 size_t count, loff_t file_offset, struct page **pages,
 382                 unsigned int nr_pages)
 383 {
 384         ssize_t result;
 385         sigset_t oldset;
 386         struct rpc_clnt *clnt = NFS_CLIENT(inode);
 387         struct nfs_direct_req *dreq;
 388
 389         dreq = nfs_direct_read_alloc(count, NFS_SERVER(inode)->rsize);
 390         if (!dreq)
 391                 return -ENOMEM;
 392
 393         dreq->pages = pages;
 394         dreq->npages = nr_pages;
 395         dreq->inode = inode;
 396
 397         nfs_add_stats(inode, NFSIOS_DIRECTREADBYTES, count);
 398         rpc_clnt_sigmask(clnt, &oldset);
 399         nfs_direct_read_schedule(dreq, inode, ctx, user_addr, count,
 400                                  file_offset);
 401         result = nfs_direct_read_wait(dreq, clnt->cl_intr);
 402         rpc_clnt_sigunmask(clnt, &oldset);
 403
 404         return result;
 405 }
 406
 407 /**
 408  * nfs_direct_read - For each iov segment, map the user's buffer
 409  *                   then generate read RPCs.
 410  * @inode: target inode
 411  * @ctx: target file open context
 412  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 413  * file_offset: offset in file to begin the operation
 414  * nr_segs: size of iovec array
 415  *
 416  * We've already pushed out any non-direct writes so that this read
 417  * will see them when we read from the server.
 418  */
 419 static ssize_t
 420 nfs_direct_read(struct inode *inode, struct nfs_open_context *ctx,
 421                 const struct iovec *iov, loff_t file_offset,
 422                 unsigned long nr_segs)
 423 {
 424         ssize_t tot_bytes = 0;
 425         unsigned long seg = 0;
 426
 427         while ((seg < nr_segs) && (tot_bytes >= 0)) {
 428                 ssize_t result;
 429                 int page_count;
 430                 struct page **pages;
 431                 const struct iovec *vec = &iov[seg++];
 432                 unsigned long user_addr = (unsigned long) vec->iov_base;
 433                 size_t size = vec->iov_len;
 434
 435                 page_count = nfs_get_user_pages(READ, user_addr, size, &pages);
 436                 if (page_count < 0) {
 437                         nfs_free_user_pages(pages, 0, 0);
 438                         if (tot_bytes > 0)
 439                                 break;
 440                         return page_count;
 441                 }
 442
 443                 result = nfs_direct_read_seg(inode, ctx, user_addr, size,
 444                                 file_offset, pages, page_count);
 445
 446                 if (result <= 0) {
 447                         if (tot_bytes > 0)
 448                                 break;
 449                         return result;
 450                 }
 451                 tot_bytes += result;
 452                 file_offset += result;
 453                 if (result < size)
 454                         break;
 455         }
 456
 457         return tot_bytes;
 458 }
 459
 460 /**
 461  * nfs_direct_write_seg - Write out one iov segment.  Generate separate
 462  *                        write RPCs for each "wsize" bytes, then commit.
 463  * @inode: target inode
 464  * @ctx: target file open context
 465  * user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 466  * count: size of this segment
 467  * file_offset: offset in file to begin the operation
 468  * @pages: array of addresses of page structs defining user's buffer
 469  * nr_pages: size of pages array
 470  */
 471 static ssize_t nfs_direct_write_seg(struct inode *inode,
 472                 struct nfs_open_context *ctx, unsigned long user_addr,
 473                 size_t count, loff_t file_offset, struct page **pages,
 474                 int nr_pages)
 475 {
 476         const unsigned int wsize = NFS_SERVER(inode)->wsize;
 477         size_t request;
 478         int curpage, need_commit;
 479         ssize_t result, tot_bytes;
 480         struct nfs_writeverf first_verf;
 481         struct nfs_write_data *wdata;
 482
 483         wdata = nfs_writedata_alloc(NFS_SERVER(inode)->wpages);
 484         if (!wdata)
 485                 return -ENOMEM;
 486
 487         wdata->inode = inode;
 488         wdata->cred = ctx->cred;
 489         wdata->args.fh = NFS_FH(inode);
 490         wdata->args.context = ctx;
 491         wdata->args.stable = NFS_UNSTABLE;
 492         if (IS_SYNC(inode) || NFS_PROTO(inode)->version == 2 || count <= wsize)
 493                 wdata->args.stable = NFS_FILE_SYNC;
 494         wdata->res.fattr = &wdata->fattr;
 495         wdata->res.verf = &wdata->verf;
 496
 497         nfs_begin_data_update(inode);
 498 retry:
 499         need_commit = 0;
 500         tot_bytes = 0;
 501         curpage = 0;
 502         request = count;
 503         wdata->args.pgbase = user_addr & ~PAGE_MASK;
 504         wdata->args.offset = file_offset;
 505         do {
 506                 wdata->args.count = request;
 507                 if (wdata->args.count > wsize)
 508                         wdata->args.count = wsize;
 509                 wdata->args.pages = &pages[curpage];
 510
 511                 dprintk("NFS: direct write: c=%u o=%Ld ua=%lu, pb=%u, cp=%u\n",
 512                         wdata->args.count, (long long) wdata->args.offset,
 513                         user_addr + tot_bytes, wdata->args.pgbase, curpage);
 514
 515                 lock_kernel();
 516                 result = NFS_PROTO(inode)->write(wdata);
 517                 unlock_kernel();
 518
 519                 if (result <= 0) {
 520                         if (tot_bytes > 0)
 521                                 break;
 522                         goto out;
 523                 }
 524
 525                 if (tot_bytes == 0)
 526                         memcpy(&first_verf.verifier, &wdata->verf.verifier,
 527                                                 sizeof(first_verf.verifier));
 528                 if (wdata->verf.committed != NFS_FILE_SYNC) {
 529                         need_commit = 1;
 530                         if (memcmp(&first_verf.verifier, &wdata->verf.verifier,
 531                                         sizeof(first_verf.verifier)))
 532                                 goto sync_retry;
 533                 }
 534
 535                 tot_bytes += result;
 536
 537                 /* in case of a short write: stop now, let the app recover */
 538                 if (result < wdata->args.count)
 539                         break;
 540
 541                 wdata->args.offset += result;
 542                 wdata->args.pgbase += result;
 543                 curpage += wdata->args.pgbase >> PAGE_SHIFT;
 544                 wdata->args.pgbase &= ~PAGE_MASK;
 545                 request -= result;
 546         } while (request != 0);
 547
 548         /*
 549          * Commit data written so far, even in the event of an error
 550          */
 551         if (need_commit) {
 552                 wdata->args.count = tot_bytes;
 553                 wdata->args.offset = file_offset;
 554
 555                 lock_kernel();
 556                 result = NFS_PROTO(inode)->commit(wdata);
 557                 unlock_kernel();
 558
 559                 if (result < 0 || memcmp(&first_verf.verifier,
 560                                          &wdata->verf.verifier,
 561                                          sizeof(first_verf.verifier)) != 0)
 562                         goto sync_retry;
 563         }
 564         result = tot_bytes;
 565
 566 out:
 567         nfs_end_data_update(inode);
 568         nfs_writedata_free(wdata);
 569         return result;
 570
 571 sync_retry:
 572         wdata->args.stable = NFS_FILE_SYNC;
 573         goto retry;
 574 }
 575
 576 /**
 577  * nfs_direct_write - For each iov segment, map the user's buffer
 578  *                    then generate write and commit RPCs.
 579  * @inode: target inode
 580  * @ctx: target file open context
 581  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 582  * file_offset: offset in file to begin the operation
 583  * nr_segs: size of iovec array
 584  *
 585  * Upon return, generic_file_direct_IO invalidates any cached pages
 586  * that non-direct readers might access, so they will pick up these
 587  * writes immediately.
 588  */
 589 static ssize_t nfs_direct_write(struct inode *inode,
 590                 struct nfs_open_context *ctx, const struct iovec *iov,
 591                 loff_t file_offset, unsigned long nr_segs)
 592 {
 593         ssize_t tot_bytes = 0;
 594         unsigned long seg = 0;
 595
 596         while ((seg < nr_segs) && (tot_bytes >= 0)) {
 597                 ssize_t result;
 598                 int page_count;
 599                 struct page **pages;
 600                 const struct iovec *vec = &iov[seg++];
 601                 unsigned long user_addr = (unsigned long) vec->iov_base;
 602                 size_t size = vec->iov_len;
 603
 604                 page_count = nfs_get_user_pages(WRITE, user_addr, size, &pages);
 605                 if (page_count < 0) {
 606                         nfs_free_user_pages(pages, 0, 0);
 607                         if (tot_bytes > 0)
 608                                 break;
 609                         return page_count;
 610                 }
 611
 612                 nfs_add_stats(inode, NFSIOS_DIRECTWRITTENBYTES, size);
 613                 result = nfs_direct_write_seg(inode, ctx, user_addr, size,
 614                                 file_offset, pages, page_count);
 615                 nfs_free_user_pages(pages, page_count, 0);
 616
 617                 if (result <= 0) {
 618                         if (tot_bytes > 0)
 619                                 break;
 620                         return result;
 621                 }
 622                 nfs_add_stats(inode, NFSIOS_SERVERWRITTENBYTES, result);
 623                 tot_bytes += result;
 624                 file_offset += result;
 625                 if (result < size)
 626                         break;
 627         }
 628         return tot_bytes;
 629 }
 630
 631 /**
 632  * nfs_file_direct_read - file direct read operation for NFS files
 633  * @iocb: target I/O control block
 634  * @buf: user's buffer into which to read data
 635  * count: number of bytes to read
 636  * pos: byte offset in file where reading starts
 637  *
 638  * We use this function for direct reads instead of calling
 639  * generic_file_aio_read() in order to avoid gfar's check to see if
 640  * the request starts before the end of the file.  For that check
 641  * to work, we must generate a GETATTR before each direct read, and
 642  * even then there is a window between the GETATTR and the subsequent
 643  * READ where the file size could change.  So our preference is simply
 644  * to do all reads the application wants, and the server will take
 645  * care of managing the end of file boundary.
 646  *
 647  * This function also eliminates unnecessarily updating the file's
 648  * atime locally, as the NFS server sets the file's atime, and this
 649  * client must read the updated atime from the server back into its
 650  * cache.
 651  */
 652 ssize_t
 653 nfs_file_direct_read(struct kiocb *iocb, char __user *buf, size_t count, loff_t pos)
 654 {
 655         ssize_t retval = -EINVAL;
 656         loff_t *ppos = &iocb->ki_pos;
 657         struct file *file = iocb->ki_filp;
 658         struct nfs_open_context *ctx =
 659                         (struct nfs_open_context *) file->private_data;
 660         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 661         struct inode *inode = mapping->host;
 662         struct iovec iov = {
 663                 .iov_base = buf,
 664                 .iov_len = count,
 665         };
 666
 667         dprintk("nfs: direct read(%s/%s, %lu@%Ld)\n",
 668                 file->f_dentry->d_parent->d_name.name,
 669                 file->f_dentry->d_name.name,
 670                 (unsigned long) count, (long long) pos);
 671
 672         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 673                 goto out;
 674         if (count < 0)
 675                 goto out;
 676         retval = -EFAULT;
 677         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, iov.iov_base, iov.iov_len))
 678                 goto out;
 679         retval = 0;
 680         if (!count)
 681                 goto out;
 682
 683         retval = nfs_sync_mapping(mapping);
 684         if (retval)
 685                 goto out;
 686
 687         retval = nfs_direct_read(inode, ctx, &iov, pos, 1);
 688         if (retval > 0)
 689                 *ppos = pos + retval;
 690
 691 out:
 692         return retval;
 693 }
 694
 695 /**
 696  * nfs_file_direct_write - file direct write operation for NFS files
 697  * @iocb: target I/O control block
 698  * @buf: user's buffer from which to write data
 699  * count: number of bytes to write
 700  * pos: byte offset in file where writing starts
 701  *
 702  * We use this function for direct writes instead of calling
 703  * generic_file_aio_write() in order to avoid taking the inode
 704  * semaphore and updating the i_size.  The NFS server will set
 705  * the new i_size and this client must read the updated size
 706  * back into its cache.  We let the server do generic write
 707  * parameter checking and report problems.
 708  *
 709  * We also avoid an unnecessary invocation of generic_osync_inode(),
 710  * as it is fairly meaningless to sync the metadata of an NFS file.
 711  *
 712  * We eliminate local atime updates, see direct read above.
 713  *
 714  * We avoid unnecessary page cache invalidations for normal cached
 715  * readers of this file.
 716  *
 717  * Note that O_APPEND is not supported for NFS direct writes, as there
 718  * is no atomic O_APPEND write facility in the NFS protocol.
 719  */
 720 ssize_t
 721 nfs_file_direct_write(struct kiocb *iocb, const char __user *buf, size_t count, loff_t pos)
 722 {
 723         ssize_t retval;
 724         struct file *file = iocb->ki_filp;
 725         struct nfs_open_context *ctx =
 726                         (struct nfs_open_context *) file->private_data;
 727         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 728         struct inode *inode = mapping->host;
 729         struct iovec iov = {
 730                 .iov_base = (char __user *)buf,
 731         };
 732
 733         dfprintk(VFS, "nfs: direct write(%s/%s, %lu@%Ld)\n",
 734                 file->f_dentry->d_parent->d_name.name,
 735                 file->f_dentry->d_name.name,
 736                 (unsigned long) count, (long long) pos);
 737
 738         retval = -EINVAL;
 739         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 740                 goto out;
 741
 742         retval = generic_write_checks(file, &pos, &count, 0);
 743         if (retval)
 744                 goto out;
 745
 746         retval = -EINVAL;
 747         if ((ssize_t) count < 0)
 748                 goto out;
 749         retval = 0;
 750         if (!count)
 751                 goto out;
 752         iov.iov_len = count,
 753
 754         retval = -EFAULT;
 755         if (!access_ok(VERIFY_READ, iov.iov_base, iov.iov_len))
 756                 goto out;
 757
 758         retval = nfs_sync_mapping(mapping);
 759         if (retval)
 760                 goto out;
 761
 762         retval = nfs_direct_write(inode, ctx, &iov, pos, 1);
 763         if (mapping->nrpages)
 764                 invalidate_inode_pages2(mapping);
 765         if (retval > 0)
 766                 iocb->ki_pos = pos + retval;
 767
 768 out:
 769         return retval;
 770 }
 771
 772 int nfs_init_directcache(void)
 773 {
 774         nfs_direct_cachep = kmem_cache_create("nfs_direct_cache",
 775                                                 sizeof(struct nfs_direct_req),
 776                                                 0, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT,
 777                                                 NULL, NULL);
 778         if (nfs_direct_cachep == NULL)
 779                 return -ENOMEM;
 780
 781         return 0;
 782 }
 783
 784 void nfs_destroy_directcache(void)
 785 {
 786         if (kmem_cache_destroy(nfs_direct_cachep))
 787                 printk(KERN_INFO "nfs_direct_cache: not all structures were freed\n");
 788 }