err.no Git - 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_get_user_pages - find and set up pages underlying user's buffer
  83  * rw: direction (read or write)
  84  * user_addr: starting address of this segment of user's buffer
  85  * count: size of this segment
  86  * @pages: returned array of page struct pointers underlying user's buffer
  87  */
  88 static inline int
  89 nfs_get_user_pages(int rw, unsigned long user_addr, size_t size,
  90                 struct page ***pages)
  91 {
  92         int result = -ENOMEM;
  93         unsigned long page_count;
  94         size_t array_size;
  95
  96         /* set an arbitrary limit to prevent type overflow */
  97         /* XXX: this can probably be as large as INT_MAX */
  98         if (size > MAX_DIRECTIO_SIZE) {
  99                 *pages = NULL;
 100                 return -EFBIG;
 101         }
 102
 103         page_count = (user_addr + size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 104         page_count -= user_addr >> PAGE_SHIFT;
 105
 106         array_size = (page_count * sizeof(struct page *));
 107         *pages = kmalloc(array_size, GFP_KERNEL);
 108         if (*pages) {
 109                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 110                 result = get_user_pages(current, current->mm, user_addr,
 111                                         page_count, (rw == READ), 0,
 112                                         *pages, NULL);
 113                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 114                 /*
 115                  * If we got fewer pages than expected from get_user_pages(),
 116                  * the user buffer runs off the end of a mapping; return EFAULT.
 117                  */
 118                 if (result >= 0 && result < page_count) {
 119                         nfs_free_user_pages(*pages, result, 0);
 120                         *pages = NULL;
 121                         result = -EFAULT;
 122                 }
 123         }
 124         return result;
 125 }
 126
 127 /**
 128  * nfs_free_user_pages - tear down page struct array
 129  * @pages: array of page struct pointers underlying target buffer
 130  * @npages: number of pages in the array
 131  * @do_dirty: dirty the pages as we release them
 132  */
 133 static void
 134 nfs_free_user_pages(struct page **pages, int npages, int do_dirty)
 135 {
 136         int i;
 137         for (i = 0; i < npages; i++) {
 138                 struct page *page = pages[i];
 139                 if (do_dirty && !PageCompound(page))
 140                         set_page_dirty_lock(page);
 141                 page_cache_release(page);
 142         }
 143         kfree(pages);
 144 }
 145
 146 /**
 147  * nfs_direct_req_release - release  nfs_direct_req structure for direct read
 148  * @kref: kref object embedded in an nfs_direct_req structure
 149  *
 150  */
 151 static void nfs_direct_req_release(struct kref *kref)
 152 {
 153         struct nfs_direct_req *dreq = container_of(kref, struct nfs_direct_req, kref);
 154         kmem_cache_free(nfs_direct_cachep, dreq);
 155 }
 156
 157 /**
 158  * nfs_direct_read_alloc - allocate nfs_read_data structures for direct read
 159  * @count: count of bytes for the read request
 160  * @rsize: local rsize setting
 161  *
 162  * Note we also set the number of requests we have in the dreq when we are
 163  * done.  This prevents races with I/O completion so we will always wait
 164  * until all requests have been dispatched and completed.
 165  */
 166 static struct nfs_direct_req *nfs_direct_read_alloc(size_t nbytes, unsigned int rsize)
 167 {
 168         struct list_head *list;
 169         struct nfs_direct_req *dreq;
 170         unsigned int reads = 0;
 171         unsigned int rpages = (rsize + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 172
 173         dreq = kmem_cache_alloc(nfs_direct_cachep, SLAB_KERNEL);
 174         if (!dreq)
 175                 return NULL;
 176
 177         kref_init(&dreq->kref);
 178         init_waitqueue_head(&dreq->wait);
 179         INIT_LIST_HEAD(&dreq->list);
 180         atomic_set(&dreq->count, 0);
 181         atomic_set(&dreq->error, 0);
 182
 183         list = &dreq->list;
 184         for(;;) {
 185                 struct nfs_read_data *data = nfs_readdata_alloc(rpages);
 186
 187                 if (unlikely(!data)) {
 188                         while (!list_empty(list)) {
 189                                 data = list_entry(list->next,
 190                                                   struct nfs_read_data, pages);
 191                                 list_del(&data->pages);
 192                                 nfs_readdata_free(data);
 193                         }
 194                         kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 195                         return NULL;
 196                 }
 197
 198                 INIT_LIST_HEAD(&data->pages);
 199                 list_add(&data->pages, list);
 200
 201                 data->req = (struct nfs_page *) dreq;
 202                 reads++;
 203                 if (nbytes <= rsize)
 204                         break;
 205                 nbytes -= rsize;
 206         }
 207         kref_get(&dreq->kref);
 208         atomic_set(&dreq->complete, reads);
 209         return dreq;
 210 }
 211
 212 /**
 213  * nfs_direct_read_result - handle a read reply for a direct read request
 214  * @data: address of NFS READ operation control block
 215  * @status: status of this NFS READ operation
 216  *
 217  * We must hold a reference to all the pages in this direct read request
 218  * until the RPCs complete.  This could be long *after* we are woken up in
 219  * nfs_direct_read_wait (for instance, if someone hits ^C on a slow server).
 220  */
 221 static void nfs_direct_read_result(struct nfs_read_data *data, int status)
 222 {
 223         struct nfs_direct_req *dreq = (struct nfs_direct_req *) data->req;
 224
 225         if (likely(status >= 0))
 226                 atomic_add(data->res.count, &dreq->count);
 227         else
 228                 atomic_set(&dreq->error, status);
 229
 230         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&dreq->complete))) {
 231                 nfs_free_user_pages(dreq->pages, dreq->npages, 1);
 232                 wake_up(&dreq->wait);
 233                 kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 234         }
 235 }
 236
 237 /**
 238  * nfs_direct_read_schedule - dispatch NFS READ operations for a direct read
 239  * @dreq: address of nfs_direct_req struct for this request
 240  * @inode: target inode
 241  * @ctx: target file open context
 242  * @user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 243  * @count: size of this segment
 244  * @file_offset: offset in file to begin the operation
 245  *
 246  * For each nfs_read_data struct that was allocated on the list, dispatch
 247  * an NFS READ operation
 248  */
 249 static void nfs_direct_read_schedule(struct nfs_direct_req *dreq,
 250                 struct inode *inode, struct nfs_open_context *ctx,
 251                 unsigned long user_addr, size_t count, loff_t file_offset)
 252 {
 253         struct list_head *list = &dreq->list;
 254         struct page **pages = dreq->pages;
 255         unsigned int curpage, pgbase;
 256         unsigned int rsize = NFS_SERVER(inode)->rsize;
 257
 258         curpage = 0;
 259         pgbase = user_addr & ~PAGE_MASK;
 260         do {
 261                 struct nfs_read_data *data;
 262                 unsigned int bytes;
 263
 264                 bytes = rsize;
 265                 if (count < rsize)
 266                         bytes = count;
 267
 268                 data = list_entry(list->next, struct nfs_read_data, pages);
 269                 list_del_init(&data->pages);
 270
 271                 data->inode = inode;
 272                 data->cred = ctx->cred;
 273                 data->args.fh = NFS_FH(inode);
 274                 data->args.context = ctx;
 275                 data->args.offset = file_offset;
 276                 data->args.pgbase = pgbase;
 277                 data->args.pages = &pages[curpage];
 278                 data->args.count = bytes;
 279                 data->res.fattr = &data->fattr;
 280                 data->res.eof = 0;
 281                 data->res.count = bytes;
 282
 283                 NFS_PROTO(inode)->read_setup(data);
 284
 285                 data->task.tk_cookie = (unsigned long) inode;
 286                 data->complete = nfs_direct_read_result;
 287
 288                 lock_kernel();
 289                 rpc_execute(&data->task);
 290                 unlock_kernel();
 291
 292                 dfprintk(VFS, "NFS: %4d initiated direct read call (req %s/%Ld, %u bytes @ offset %Lu)\n",
 293                                 data->task.tk_pid,
 294                                 inode->i_sb->s_id,
 295                                 (long long)NFS_FILEID(inode),
 296                                 bytes,
 297                                 (unsigned long long)data->args.offset);
 298
 299                 file_offset += bytes;
 300                 pgbase += bytes;
 301                 curpage += pgbase >> PAGE_SHIFT;
 302                 pgbase &= ~PAGE_MASK;
 303
 304                 count -= bytes;
 305         } while (count != 0);
 306 }
 307
 308 /**
 309  * nfs_direct_read_wait - wait for I/O completion for direct reads
 310  * @dreq: request on which we are to wait
 311  * @intr: whether or not this wait can be interrupted
 312  *
 313  * Collects and returns the final error value/byte-count.
 314  */
 315 static ssize_t nfs_direct_read_wait(struct nfs_direct_req *dreq, int intr)
 316 {
 317         int result = 0;
 318
 319         if (intr) {
 320                 result = wait_event_interruptible(dreq->wait,
 321                                         (atomic_read(&dreq->complete) == 0));
 322         } else {
 323                 wait_event(dreq->wait, (atomic_read(&dreq->complete) == 0));
 324         }
 325
 326         if (!result)
 327                 result = atomic_read(&dreq->error);
 328         if (!result)
 329                 result = atomic_read(&dreq->count);
 330
 331         kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 332         return (ssize_t) result;
 333 }
 334
 335 /**
 336  * nfs_direct_read_seg - Read in one iov segment.  Generate separate
 337  *                        read RPCs for each "rsize" bytes.
 338  * @inode: target inode
 339  * @ctx: target file open context
 340  * @user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 341  * @count: size of this segment
 342  * @file_offset: offset in file to begin the operation
 343  * @pages: array of addresses of page structs defining user's buffer
 344  * @nr_pages: number of pages in the array
 345  *
 346  */
 347 static ssize_t nfs_direct_read_seg(struct inode *inode,
 348                 struct nfs_open_context *ctx, unsigned long user_addr,
 349                 size_t count, loff_t file_offset, struct page **pages,
 350                 unsigned int nr_pages)
 351 {
 352         ssize_t result;
 353         sigset_t oldset;
 354         struct rpc_clnt *clnt = NFS_CLIENT(inode);
 355         struct nfs_direct_req *dreq;
 356
 357         dreq = nfs_direct_read_alloc(count, NFS_SERVER(inode)->rsize);
 358         if (!dreq)
 359                 return -ENOMEM;
 360
 361         dreq->pages = pages;
 362         dreq->npages = nr_pages;
 363         dreq->inode = inode;
 364
 365         nfs_add_stats(inode, NFSIOS_DIRECTREADBYTES, count);
 366         rpc_clnt_sigmask(clnt, &oldset);
 367         nfs_direct_read_schedule(dreq, inode, ctx, user_addr, count,
 368                                  file_offset);
 369         result = nfs_direct_read_wait(dreq, clnt->cl_intr);
 370         rpc_clnt_sigunmask(clnt, &oldset);
 371
 372         return result;
 373 }
 374
 375 /**
 376  * nfs_direct_read - For each iov segment, map the user's buffer
 377  *                   then generate read RPCs.
 378  * @inode: target inode
 379  * @ctx: target file open context
 380  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 381  * file_offset: offset in file to begin the operation
 382  * nr_segs: size of iovec array
 383  *
 384  * We've already pushed out any non-direct writes so that this read
 385  * will see them when we read from the server.
 386  */
 387 static ssize_t
 388 nfs_direct_read(struct inode *inode, struct nfs_open_context *ctx,
 389                 const struct iovec *iov, loff_t file_offset,
 390                 unsigned long nr_segs)
 391 {
 392         ssize_t tot_bytes = 0;
 393         unsigned long seg = 0;
 394
 395         while ((seg < nr_segs) && (tot_bytes >= 0)) {
 396                 ssize_t result;
 397                 int page_count;
 398                 struct page **pages;
 399                 const struct iovec *vec = &iov[seg++];
 400                 unsigned long user_addr = (unsigned long) vec->iov_base;
 401                 size_t size = vec->iov_len;
 402
 403                 page_count = nfs_get_user_pages(READ, user_addr, size, &pages);
 404                 if (page_count < 0) {
 405                         nfs_free_user_pages(pages, 0, 0);
 406                         if (tot_bytes > 0)
 407                                 break;
 408                         return page_count;
 409                 }
 410
 411                 result = nfs_direct_read_seg(inode, ctx, user_addr, size,
 412                                 file_offset, pages, page_count);
 413
 414                 if (result <= 0) {
 415                         if (tot_bytes > 0)
 416                                 break;
 417                         return result;
 418                 }
 419                 tot_bytes += result;
 420                 file_offset += result;
 421                 if (result < size)
 422                         break;
 423         }
 424
 425         return tot_bytes;
 426 }
 427
 428 /**
 429  * nfs_direct_write_seg - Write out one iov segment.  Generate separate
 430  *                        write RPCs for each "wsize" bytes, then commit.
 431  * @inode: target inode
 432  * @ctx: target file open context
 433  * user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 434  * count: size of this segment
 435  * file_offset: offset in file to begin the operation
 436  * @pages: array of addresses of page structs defining user's buffer
 437  * nr_pages: size of pages array
 438  */
 439 static ssize_t nfs_direct_write_seg(struct inode *inode,
 440                 struct nfs_open_context *ctx, unsigned long user_addr,
 441                 size_t count, loff_t file_offset, struct page **pages,
 442                 int nr_pages)
 443 {
 444         const unsigned int wsize = NFS_SERVER(inode)->wsize;
 445         size_t request;
 446         int curpage, need_commit;
 447         ssize_t result, tot_bytes;
 448         struct nfs_writeverf first_verf;
 449         struct nfs_write_data *wdata;
 450
 451         wdata = nfs_writedata_alloc(NFS_SERVER(inode)->wpages);
 452         if (!wdata)
 453                 return -ENOMEM;
 454
 455         wdata->inode = inode;
 456         wdata->cred = ctx->cred;
 457         wdata->args.fh = NFS_FH(inode);
 458         wdata->args.context = ctx;
 459         wdata->args.stable = NFS_UNSTABLE;
 460         if (IS_SYNC(inode) || NFS_PROTO(inode)->version == 2 || count <= wsize)
 461                 wdata->args.stable = NFS_FILE_SYNC;
 462         wdata->res.fattr = &wdata->fattr;
 463         wdata->res.verf = &wdata->verf;
 464
 465         nfs_begin_data_update(inode);
 466 retry:
 467         need_commit = 0;
 468         tot_bytes = 0;
 469         curpage = 0;
 470         request = count;
 471         wdata->args.pgbase = user_addr & ~PAGE_MASK;
 472         wdata->args.offset = file_offset;
 473         do {
 474                 wdata->args.count = request;
 475                 if (wdata->args.count > wsize)
 476                         wdata->args.count = wsize;
 477                 wdata->args.pages = &pages[curpage];
 478
 479                 dprintk("NFS: direct write: c=%u o=%Ld ua=%lu, pb=%u, cp=%u\n",
 480                         wdata->args.count, (long long) wdata->args.offset,
 481                         user_addr + tot_bytes, wdata->args.pgbase, curpage);
 482
 483                 lock_kernel();
 484                 result = NFS_PROTO(inode)->write(wdata);
 485                 unlock_kernel();
 486
 487                 if (result <= 0) {
 488                         if (tot_bytes > 0)
 489                                 break;
 490                         goto out;
 491                 }
 492
 493                 if (tot_bytes == 0)
 494                         memcpy(&first_verf.verifier, &wdata->verf.verifier,
 495                                                 sizeof(first_verf.verifier));
 496                 if (wdata->verf.committed != NFS_FILE_SYNC) {
 497                         need_commit = 1;
 498                         if (memcmp(&first_verf.verifier, &wdata->verf.verifier,
 499                                         sizeof(first_verf.verifier)))
 500                                 goto sync_retry;
 501                 }
 502
 503                 tot_bytes += result;
 504
 505                 /* in case of a short write: stop now, let the app recover */
 506                 if (result < wdata->args.count)
 507                         break;
 508
 509                 wdata->args.offset += result;
 510                 wdata->args.pgbase += result;
 511                 curpage += wdata->args.pgbase >> PAGE_SHIFT;
 512                 wdata->args.pgbase &= ~PAGE_MASK;
 513                 request -= result;
 514         } while (request != 0);
 515
 516         /*
 517          * Commit data written so far, even in the event of an error
 518          */
 519         if (need_commit) {
 520                 wdata->args.count = tot_bytes;
 521                 wdata->args.offset = file_offset;
 522
 523                 lock_kernel();
 524                 result = NFS_PROTO(inode)->commit(wdata);
 525                 unlock_kernel();
 526
 527                 if (result < 0 || memcmp(&first_verf.verifier,
 528                                          &wdata->verf.verifier,
 529                                          sizeof(first_verf.verifier)) != 0)
 530                         goto sync_retry;
 531         }
 532         result = tot_bytes;
 533
 534 out:
 535         nfs_end_data_update(inode);
 536         nfs_writedata_free(wdata);
 537         return result;
 538
 539 sync_retry:
 540         wdata->args.stable = NFS_FILE_SYNC;
 541         goto retry;
 542 }
 543
 544 /**
 545  * nfs_direct_write - For each iov segment, map the user's buffer
 546  *                    then generate write and commit RPCs.
 547  * @inode: target inode
 548  * @ctx: target file open context
 549  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 550  * file_offset: offset in file to begin the operation
 551  * nr_segs: size of iovec array
 552  *
 553  * Upon return, generic_file_direct_IO invalidates any cached pages
 554  * that non-direct readers might access, so they will pick up these
 555  * writes immediately.
 556  */
 557 static ssize_t nfs_direct_write(struct inode *inode,
 558                 struct nfs_open_context *ctx, const struct iovec *iov,
 559                 loff_t file_offset, unsigned long nr_segs)
 560 {
 561         ssize_t tot_bytes = 0;
 562         unsigned long seg = 0;
 563
 564         while ((seg < nr_segs) && (tot_bytes >= 0)) {
 565                 ssize_t result;
 566                 int page_count;
 567                 struct page **pages;
 568                 const struct iovec *vec = &iov[seg++];
 569                 unsigned long user_addr = (unsigned long) vec->iov_base;
 570                 size_t size = vec->iov_len;
 571
 572                 page_count = nfs_get_user_pages(WRITE, user_addr, size, &pages);
 573                 if (page_count < 0) {
 574                         nfs_free_user_pages(pages, 0, 0);
 575                         if (tot_bytes > 0)
 576                                 break;
 577                         return page_count;
 578                 }
 579
 580                 nfs_add_stats(inode, NFSIOS_DIRECTWRITTENBYTES, size);
 581                 result = nfs_direct_write_seg(inode, ctx, user_addr, size,
 582                                 file_offset, pages, page_count);
 583                 nfs_free_user_pages(pages, page_count, 0);
 584
 585                 if (result <= 0) {
 586                         if (tot_bytes > 0)
 587                                 break;
 588                         return result;
 589                 }
 590                 nfs_add_stats(inode, NFSIOS_SERVERWRITTENBYTES, result);
 591                 tot_bytes += result;
 592                 file_offset += result;
 593                 if (result < size)
 594                         break;
 595         }
 596         return tot_bytes;
 597 }
 598
 599 /**
 600  * nfs_direct_IO - NFS address space operation for direct I/O
 601  * rw: direction (read or write)
 602  * @iocb: target I/O control block
 603  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 604  * file_offset: offset in file to begin the operation
 605  * nr_segs: size of iovec array
 606  *
 607  */
 608 ssize_t
 609 nfs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 610                 loff_t file_offset, unsigned long nr_segs)
 611 {
 612         ssize_t result = -EINVAL;
 613         struct file *file = iocb->ki_filp;
 614         struct nfs_open_context *ctx;
 615         struct dentry *dentry = file->f_dentry;
 616         struct inode *inode = dentry->d_inode;
 617
 618         /*
 619          * No support for async yet
 620          */
 621         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 622                 return result;
 623
 624         ctx = (struct nfs_open_context *)file->private_data;
 625         switch (rw) {
 626         case READ:
 627                 dprintk("NFS: direct_IO(read) (%s) off/no(%Lu/%lu)\n",
 628                                 dentry->d_name.name, file_offset, nr_segs);
 629
 630                 result = nfs_direct_read(inode, ctx, iov,
 631                                                 file_offset, nr_segs);
 632                 break;
 633         case WRITE:
 634                 dprintk("NFS: direct_IO(write) (%s) off/no(%Lu/%lu)\n",
 635                                 dentry->d_name.name, file_offset, nr_segs);
 636
 637                 result = nfs_direct_write(inode, ctx, iov,
 638                                                 file_offset, nr_segs);
 639                 break;
 640         default:
 641                 break;
 642         }
 643         return result;
 644 }
 645
 646 /**
 647  * nfs_file_direct_read - file direct read operation for NFS files
 648  * @iocb: target I/O control block
 649  * @buf: user's buffer into which to read data
 650  * count: number of bytes to read
 651  * pos: byte offset in file where reading starts
 652  *
 653  * We use this function for direct reads instead of calling
 654  * generic_file_aio_read() in order to avoid gfar's check to see if
 655  * the request starts before the end of the file.  For that check
 656  * to work, we must generate a GETATTR before each direct read, and
 657  * even then there is a window between the GETATTR and the subsequent
 658  * READ where the file size could change.  So our preference is simply
 659  * to do all reads the application wants, and the server will take
 660  * care of managing the end of file boundary.
 661  *
 662  * This function also eliminates unnecessarily updating the file's
 663  * atime locally, as the NFS server sets the file's atime, and this
 664  * client must read the updated atime from the server back into its
 665  * cache.
 666  */
 667 ssize_t
 668 nfs_file_direct_read(struct kiocb *iocb, char __user *buf, size_t count, loff_t pos)
 669 {
 670         ssize_t retval = -EINVAL;
 671         loff_t *ppos = &iocb->ki_pos;
 672         struct file *file = iocb->ki_filp;
 673         struct nfs_open_context *ctx =
 674                         (struct nfs_open_context *) file->private_data;
 675         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 676         struct inode *inode = mapping->host;
 677         struct iovec iov = {
 678                 .iov_base = buf,
 679                 .iov_len = count,
 680         };
 681
 682         dprintk("nfs: direct read(%s/%s, %lu@%Ld)\n",
 683                 file->f_dentry->d_parent->d_name.name,
 684                 file->f_dentry->d_name.name,
 685                 (unsigned long) count, (long long) pos);
 686
 687         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 688                 goto out;
 689         if (count < 0)
 690                 goto out;
 691         retval = -EFAULT;
 692         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, iov.iov_base, iov.iov_len))
 693                 goto out;
 694         retval = 0;
 695         if (!count)
 696                 goto out;
 697
 698         retval = nfs_sync_mapping(mapping);
 699         if (retval)
 700                 goto out;
 701
 702         retval = nfs_direct_read(inode, ctx, &iov, pos, 1);
 703         if (retval > 0)
 704                 *ppos = pos + retval;
 705
 706 out:
 707         return retval;
 708 }
 709
 710 /**
 711  * nfs_file_direct_write - file direct write operation for NFS files
 712  * @iocb: target I/O control block
 713  * @buf: user's buffer from which to write data
 714  * count: number of bytes to write
 715  * pos: byte offset in file where writing starts
 716  *
 717  * We use this function for direct writes instead of calling
 718  * generic_file_aio_write() in order to avoid taking the inode
 719  * semaphore and updating the i_size.  The NFS server will set
 720  * the new i_size and this client must read the updated size
 721  * back into its cache.  We let the server do generic write
 722  * parameter checking and report problems.
 723  *
 724  * We also avoid an unnecessary invocation of generic_osync_inode(),
 725  * as it is fairly meaningless to sync the metadata of an NFS file.
 726  *
 727  * We eliminate local atime updates, see direct read above.
 728  *
 729  * We avoid unnecessary page cache invalidations for normal cached
 730  * readers of this file.
 731  *
 732  * Note that O_APPEND is not supported for NFS direct writes, as there
 733  * is no atomic O_APPEND write facility in the NFS protocol.
 734  */
 735 ssize_t
 736 nfs_file_direct_write(struct kiocb *iocb, const char __user *buf, size_t count, loff_t pos)
 737 {
 738         ssize_t retval;
 739         struct file *file = iocb->ki_filp;
 740         struct nfs_open_context *ctx =
 741                         (struct nfs_open_context *) file->private_data;
 742         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 743         struct inode *inode = mapping->host;
 744         struct iovec iov = {
 745                 .iov_base = (char __user *)buf,
 746         };
 747
 748         dfprintk(VFS, "nfs: direct write(%s/%s, %lu@%Ld)\n",
 749                 file->f_dentry->d_parent->d_name.name,
 750                 file->f_dentry->d_name.name,
 751                 (unsigned long) count, (long long) pos);
 752
 753         retval = -EINVAL;
 754         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 755                 goto out;
 756
 757         retval = generic_write_checks(file, &pos, &count, 0);
 758         if (retval)
 759                 goto out;
 760
 761         retval = -EINVAL;
 762         if ((ssize_t) count < 0)
 763                 goto out;
 764         retval = 0;
 765         if (!count)
 766                 goto out;
 767         iov.iov_len = count,
 768
 769         retval = -EFAULT;
 770         if (!access_ok(VERIFY_READ, iov.iov_base, iov.iov_len))
 771                 goto out;
 772
 773         retval = nfs_sync_mapping(mapping);
 774         if (retval)
 775                 goto out;
 776
 777         retval = nfs_direct_write(inode, ctx, &iov, pos, 1);
 778         if (mapping->nrpages)
 779                 invalidate_inode_pages2(mapping);
 780         if (retval > 0)
 781                 iocb->ki_pos = pos + retval;
 782
 783 out:
 784         return retval;
 785 }
 786
 787 int nfs_init_directcache(void)
 788 {
 789         nfs_direct_cachep = kmem_cache_create("nfs_direct_cache",
 790                                                 sizeof(struct nfs_direct_req),
 791                                                 0, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT,
 792                                                 NULL, NULL);
 793         if (nfs_direct_cachep == NULL)
 794                 return -ENOMEM;
 795
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 void nfs_destroy_directcache(void)
 800 {
 801         if (kmem_cache_destroy(nfs_direct_cachep))
 802                 printk(KERN_INFO "nfs_direct_cache: not all structures were freed\n");
 803 }