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 #define NFSDBG_FACILITY         NFSDBG_VFS
  58 #define MAX_DIRECTIO_SIZE       (4096UL << PAGE_SHIFT)
  59
  60 static void nfs_free_user_pages(struct page **pages, int npages, int do_dirty);
  61 static kmem_cache_t *nfs_direct_cachep;
  62
  63 /*
  64  * This represents a set of asynchronous requests that we're waiting on
  65  */
  66 struct nfs_direct_req {
  67         struct kref             kref;           /* release manager */
  68         struct list_head        list;           /* nfs_read_data structs */
  69         wait_queue_head_t       wait;           /* wait for i/o completion */
  70         struct page **          pages;          /* pages in our buffer */
  71         unsigned int            npages;         /* count of pages */
  72         atomic_t                complete,       /* i/os we're waiting for */
  73                                 count,          /* bytes actually processed */
  74                                 error;          /* any reported error */
  75 };
  76
  77
  78 /**
  79  * nfs_get_user_pages - find and set up pages underlying user's buffer
  80  * rw: direction (read or write)
  81  * user_addr: starting address of this segment of user's buffer
  82  * count: size of this segment
  83  * @pages: returned array of page struct pointers underlying user's buffer
  84  */
  85 static inline int
  86 nfs_get_user_pages(int rw, unsigned long user_addr, size_t size,
  87                 struct page ***pages)
  88 {
  89         int result = -ENOMEM;
  90         unsigned long page_count;
  91         size_t array_size;
  92
  93         /* set an arbitrary limit to prevent type overflow */
  94         /* XXX: this can probably be as large as INT_MAX */
  95         if (size > MAX_DIRECTIO_SIZE) {
  96                 *pages = NULL;
  97                 return -EFBIG;
  98         }
  99
 100         page_count = (user_addr + size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 101         page_count -= user_addr >> PAGE_SHIFT;
 102
 103         array_size = (page_count * sizeof(struct page *));
 104         *pages = kmalloc(array_size, GFP_KERNEL);
 105         if (*pages) {
 106                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 107                 result = get_user_pages(current, current->mm, user_addr,
 108                                         page_count, (rw == READ), 0,
 109                                         *pages, NULL);
 110                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 111                 /*
 112                  * If we got fewer pages than expected from get_user_pages(),
 113                  * the user buffer runs off the end of a mapping; return EFAULT.
 114                  */
 115                 if (result >= 0 && result < page_count) {
 116                         nfs_free_user_pages(*pages, result, 0);
 117                         *pages = NULL;
 118                         result = -EFAULT;
 119                 }
 120         }
 121         return result;
 122 }
 123
 124 /**
 125  * nfs_free_user_pages - tear down page struct array
 126  * @pages: array of page struct pointers underlying target buffer
 127  * @npages: number of pages in the array
 128  * @do_dirty: dirty the pages as we release them
 129  */
 130 static void
 131 nfs_free_user_pages(struct page **pages, int npages, int do_dirty)
 132 {
 133         int i;
 134         for (i = 0; i < npages; i++) {
 135                 struct page *page = pages[i];
 136                 if (do_dirty && !PageCompound(page))
 137                         set_page_dirty_lock(page);
 138                 page_cache_release(page);
 139         }
 140         kfree(pages);
 141 }
 142
 143 /**
 144  * nfs_direct_req_release - release  nfs_direct_req structure for direct read
 145  * @kref: kref object embedded in an nfs_direct_req structure
 146  *
 147  */
 148 static void nfs_direct_req_release(struct kref *kref)
 149 {
 150         struct nfs_direct_req *dreq = container_of(kref, struct nfs_direct_req, kref);
 151         kmem_cache_free(nfs_direct_cachep, dreq);
 152 }
 153
 154 /**
 155  * nfs_direct_read_alloc - allocate nfs_read_data structures for direct read
 156  * @count: count of bytes for the read request
 157  * @rsize: local rsize setting
 158  *
 159  * Note we also set the number of requests we have in the dreq when we are
 160  * done.  This prevents races with I/O completion so we will always wait
 161  * until all requests have been dispatched and completed.
 162  */
 163 static struct nfs_direct_req *nfs_direct_read_alloc(size_t nbytes, unsigned int rsize)
 164 {
 165         struct list_head *list;
 166         struct nfs_direct_req *dreq;
 167         unsigned int reads = 0;
 168         unsigned int rpages = (rsize + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 169
 170         dreq = kmem_cache_alloc(nfs_direct_cachep, SLAB_KERNEL);
 171         if (!dreq)
 172                 return NULL;
 173
 174         kref_init(&dreq->kref);
 175         init_waitqueue_head(&dreq->wait);
 176         INIT_LIST_HEAD(&dreq->list);
 177         atomic_set(&dreq->count, 0);
 178         atomic_set(&dreq->error, 0);
 179
 180         list = &dreq->list;
 181         for(;;) {
 182                 struct nfs_read_data *data = nfs_readdata_alloc(rpages);
 183
 184                 if (unlikely(!data)) {
 185                         while (!list_empty(list)) {
 186                                 data = list_entry(list->next,
 187                                                   struct nfs_read_data, pages);
 188                                 list_del(&data->pages);
 189                                 nfs_readdata_free(data);
 190                         }
 191                         kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 192                         return NULL;
 193                 }
 194
 195                 INIT_LIST_HEAD(&data->pages);
 196                 list_add(&data->pages, list);
 197
 198                 data->req = (struct nfs_page *) dreq;
 199                 reads++;
 200                 if (nbytes <= rsize)
 201                         break;
 202                 nbytes -= rsize;
 203         }
 204         kref_get(&dreq->kref);
 205         atomic_set(&dreq->complete, reads);
 206         return dreq;
 207 }
 208
 209 /**
 210  * nfs_direct_read_result - handle a read reply for a direct read request
 211  * @data: address of NFS READ operation control block
 212  * @status: status of this NFS READ operation
 213  *
 214  * We must hold a reference to all the pages in this direct read request
 215  * until the RPCs complete.  This could be long *after* we are woken up in
 216  * nfs_direct_read_wait (for instance, if someone hits ^C on a slow server).
 217  */
 218 static void nfs_direct_read_result(struct nfs_read_data *data, int status)
 219 {
 220         struct nfs_direct_req *dreq = (struct nfs_direct_req *) data->req;
 221
 222         if (likely(status >= 0))
 223                 atomic_add(data->res.count, &dreq->count);
 224         else
 225                 atomic_set(&dreq->error, status);
 226
 227         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&dreq->complete))) {
 228                 nfs_free_user_pages(dreq->pages, dreq->npages, 1);
 229                 wake_up(&dreq->wait);
 230                 kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 231         }
 232 }
 233
 234 /**
 235  * nfs_direct_read_schedule - dispatch NFS READ operations for a direct read
 236  * @dreq: address of nfs_direct_req struct for this request
 237  * @inode: target inode
 238  * @ctx: target file open context
 239  * @user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 240  * @count: size of this segment
 241  * @file_offset: offset in file to begin the operation
 242  *
 243  * For each nfs_read_data struct that was allocated on the list, dispatch
 244  * an NFS READ operation
 245  */
 246 static void nfs_direct_read_schedule(struct nfs_direct_req *dreq,
 247                 struct inode *inode, struct nfs_open_context *ctx,
 248                 unsigned long user_addr, size_t count, loff_t file_offset)
 249 {
 250         struct list_head *list = &dreq->list;
 251         struct page **pages = dreq->pages;
 252         unsigned int curpage, pgbase;
 253         unsigned int rsize = NFS_SERVER(inode)->rsize;
 254
 255         curpage = 0;
 256         pgbase = user_addr & ~PAGE_MASK;
 257         do {
 258                 struct nfs_read_data *data;
 259                 unsigned int bytes;
 260
 261                 bytes = rsize;
 262                 if (count < rsize)
 263                         bytes = count;
 264
 265                 data = list_entry(list->next, struct nfs_read_data, pages);
 266                 list_del_init(&data->pages);
 267
 268                 data->inode = inode;
 269                 data->cred = ctx->cred;
 270                 data->args.fh = NFS_FH(inode);
 271                 data->args.context = ctx;
 272                 data->args.offset = file_offset;
 273                 data->args.pgbase = pgbase;
 274                 data->args.pages = &pages[curpage];
 275                 data->args.count = bytes;
 276                 data->res.fattr = &data->fattr;
 277                 data->res.eof = 0;
 278                 data->res.count = bytes;
 279
 280                 NFS_PROTO(inode)->read_setup(data);
 281
 282                 data->task.tk_cookie = (unsigned long) inode;
 283                 data->complete = nfs_direct_read_result;
 284
 285                 lock_kernel();
 286                 rpc_execute(&data->task);
 287                 unlock_kernel();
 288
 289                 dfprintk(VFS, "NFS: %4d initiated direct read call (req %s/%Ld, %u bytes @ offset %Lu)\n",
 290                                 data->task.tk_pid,
 291                                 inode->i_sb->s_id,
 292                                 (long long)NFS_FILEID(inode),
 293                                 bytes,
 294                                 (unsigned long long)data->args.offset);
 295
 296                 file_offset += bytes;
 297                 pgbase += bytes;
 298                 curpage += pgbase >> PAGE_SHIFT;
 299                 pgbase &= ~PAGE_MASK;
 300
 301                 count -= bytes;
 302         } while (count != 0);
 303 }
 304
 305 /**
 306  * nfs_direct_read_wait - wait for I/O completion for direct reads
 307  * @dreq: request on which we are to wait
 308  * @intr: whether or not this wait can be interrupted
 309  *
 310  * Collects and returns the final error value/byte-count.
 311  */
 312 static ssize_t nfs_direct_read_wait(struct nfs_direct_req *dreq, int intr)
 313 {
 314         int result = 0;
 315
 316         if (intr) {
 317                 result = wait_event_interruptible(dreq->wait,
 318                                         (atomic_read(&dreq->complete) == 0));
 319         } else {
 320                 wait_event(dreq->wait, (atomic_read(&dreq->complete) == 0));
 321         }
 322
 323         if (!result)
 324                 result = atomic_read(&dreq->error);
 325         if (!result)
 326                 result = atomic_read(&dreq->count);
 327
 328         kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 329         return (ssize_t) result;
 330 }
 331
 332 /**
 333  * nfs_direct_read_seg - Read in one iov segment.  Generate separate
 334  *                        read RPCs for each "rsize" bytes.
 335  * @inode: target inode
 336  * @ctx: target file open context
 337  * @user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 338  * @count: size of this segment
 339  * @file_offset: offset in file to begin the operation
 340  * @pages: array of addresses of page structs defining user's buffer
 341  * @nr_pages: number of pages in the array
 342  *
 343  */
 344 static ssize_t nfs_direct_read_seg(struct inode *inode,
 345                 struct nfs_open_context *ctx, unsigned long user_addr,
 346                 size_t count, loff_t file_offset, struct page **pages,
 347                 unsigned int nr_pages)
 348 {
 349         ssize_t result;
 350         sigset_t oldset;
 351         struct rpc_clnt *clnt = NFS_CLIENT(inode);
 352         struct nfs_direct_req *dreq;
 353
 354         dreq = nfs_direct_read_alloc(count, NFS_SERVER(inode)->rsize);
 355         if (!dreq)
 356                 return -ENOMEM;
 357
 358         dreq->pages = pages;
 359         dreq->npages = nr_pages;
 360
 361         rpc_clnt_sigmask(clnt, &oldset);
 362         nfs_direct_read_schedule(dreq, inode, ctx, user_addr, count,
 363                                  file_offset);
 364         result = nfs_direct_read_wait(dreq, clnt->cl_intr);
 365         rpc_clnt_sigunmask(clnt, &oldset);
 366
 367         return result;
 368 }
 369
 370 /**
 371  * nfs_direct_read - For each iov segment, map the user's buffer
 372  *                   then generate read RPCs.
 373  * @inode: target inode
 374  * @ctx: target file open context
 375  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 376  * file_offset: offset in file to begin the operation
 377  * nr_segs: size of iovec array
 378  *
 379  * We've already pushed out any non-direct writes so that this read
 380  * will see them when we read from the server.
 381  */
 382 static ssize_t
 383 nfs_direct_read(struct inode *inode, struct nfs_open_context *ctx,
 384                 const struct iovec *iov, loff_t file_offset,
 385                 unsigned long nr_segs)
 386 {
 387         ssize_t tot_bytes = 0;
 388         unsigned long seg = 0;
 389
 390         while ((seg < nr_segs) && (tot_bytes >= 0)) {
 391                 ssize_t result;
 392                 int page_count;
 393                 struct page **pages;
 394                 const struct iovec *vec = &iov[seg++];
 395                 unsigned long user_addr = (unsigned long) vec->iov_base;
 396                 size_t size = vec->iov_len;
 397
 398                 page_count = nfs_get_user_pages(READ, user_addr, size, &pages);
 399                 if (page_count < 0) {
 400                         nfs_free_user_pages(pages, 0, 0);
 401                         if (tot_bytes > 0)
 402                                 break;
 403                         return page_count;
 404                 }
 405
 406                 result = nfs_direct_read_seg(inode, ctx, user_addr, size,
 407                                 file_offset, pages, page_count);
 408
 409                 if (result <= 0) {
 410                         if (tot_bytes > 0)
 411                                 break;
 412                         return result;
 413                 }
 414                 tot_bytes += result;
 415                 file_offset += result;
 416                 if (result < size)
 417                         break;
 418         }
 419
 420         return tot_bytes;
 421 }
 422
 423 /**
 424  * nfs_direct_write_seg - Write out one iov segment.  Generate separate
 425  *                        write RPCs for each "wsize" bytes, then commit.
 426  * @inode: target inode
 427  * @ctx: target file open context
 428  * user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 429  * count: size of this segment
 430  * file_offset: offset in file to begin the operation
 431  * @pages: array of addresses of page structs defining user's buffer
 432  * nr_pages: size of pages array
 433  */
 434 static ssize_t nfs_direct_write_seg(struct inode *inode,
 435                 struct nfs_open_context *ctx, unsigned long user_addr,
 436                 size_t count, loff_t file_offset, struct page **pages,
 437                 int nr_pages)
 438 {
 439         const unsigned int wsize = NFS_SERVER(inode)->wsize;
 440         size_t request;
 441         int curpage, need_commit;
 442         ssize_t result, tot_bytes;
 443         struct nfs_writeverf first_verf;
 444         struct nfs_write_data *wdata;
 445
 446         wdata = nfs_writedata_alloc(NFS_SERVER(inode)->wpages);
 447         if (!wdata)
 448                 return -ENOMEM;
 449
 450         wdata->inode = inode;
 451         wdata->cred = ctx->cred;
 452         wdata->args.fh = NFS_FH(inode);
 453         wdata->args.context = ctx;
 454         wdata->args.stable = NFS_UNSTABLE;
 455         if (IS_SYNC(inode) || NFS_PROTO(inode)->version == 2 || count <= wsize)
 456                 wdata->args.stable = NFS_FILE_SYNC;
 457         wdata->res.fattr = &wdata->fattr;
 458         wdata->res.verf = &wdata->verf;
 459
 460         nfs_begin_data_update(inode);
 461 retry:
 462         need_commit = 0;
 463         tot_bytes = 0;
 464         curpage = 0;
 465         request = count;
 466         wdata->args.pgbase = user_addr & ~PAGE_MASK;
 467         wdata->args.offset = file_offset;
 468         do {
 469                 wdata->args.count = request;
 470                 if (wdata->args.count > wsize)
 471                         wdata->args.count = wsize;
 472                 wdata->args.pages = &pages[curpage];
 473
 474                 dprintk("NFS: direct write: c=%u o=%Ld ua=%lu, pb=%u, cp=%u\n",
 475                         wdata->args.count, (long long) wdata->args.offset,
 476                         user_addr + tot_bytes, wdata->args.pgbase, curpage);
 477
 478                 lock_kernel();
 479                 result = NFS_PROTO(inode)->write(wdata);
 480                 unlock_kernel();
 481
 482                 if (result <= 0) {
 483                         if (tot_bytes > 0)
 484                                 break;
 485                         goto out;
 486                 }
 487
 488                 if (tot_bytes == 0)
 489                         memcpy(&first_verf.verifier, &wdata->verf.verifier,
 490                                                 sizeof(first_verf.verifier));
 491                 if (wdata->verf.committed != NFS_FILE_SYNC) {
 492                         need_commit = 1;
 493                         if (memcmp(&first_verf.verifier, &wdata->verf.verifier,
 494                                         sizeof(first_verf.verifier)))
 495                                 goto sync_retry;
 496                 }
 497
 498                 tot_bytes += result;
 499
 500                 /* in case of a short write: stop now, let the app recover */
 501                 if (result < wdata->args.count)
 502                         break;
 503
 504                 wdata->args.offset += result;
 505                 wdata->args.pgbase += result;
 506                 curpage += wdata->args.pgbase >> PAGE_SHIFT;
 507                 wdata->args.pgbase &= ~PAGE_MASK;
 508                 request -= result;
 509         } while (request != 0);
 510
 511         /*
 512          * Commit data written so far, even in the event of an error
 513          */
 514         if (need_commit) {
 515                 wdata->args.count = tot_bytes;
 516                 wdata->args.offset = file_offset;
 517
 518                 lock_kernel();
 519                 result = NFS_PROTO(inode)->commit(wdata);
 520                 unlock_kernel();
 521
 522                 if (result < 0 || memcmp(&first_verf.verifier,
 523                                          &wdata->verf.verifier,
 524                                          sizeof(first_verf.verifier)) != 0)
 525                         goto sync_retry;
 526         }
 527         result = tot_bytes;
 528
 529 out:
 530         nfs_end_data_update(inode);
 531         nfs_writedata_free(wdata);
 532         return result;
 533
 534 sync_retry:
 535         wdata->args.stable = NFS_FILE_SYNC;
 536         goto retry;
 537 }
 538
 539 /**
 540  * nfs_direct_write - For each iov segment, map the user's buffer
 541  *                    then generate write and commit RPCs.
 542  * @inode: target inode
 543  * @ctx: target file open context
 544  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 545  * file_offset: offset in file to begin the operation
 546  * nr_segs: size of iovec array
 547  *
 548  * Upon return, generic_file_direct_IO invalidates any cached pages
 549  * that non-direct readers might access, so they will pick up these
 550  * writes immediately.
 551  */
 552 static ssize_t nfs_direct_write(struct inode *inode,
 553                 struct nfs_open_context *ctx, const struct iovec *iov,
 554                 loff_t file_offset, unsigned long nr_segs)
 555 {
 556         ssize_t tot_bytes = 0;
 557         unsigned long seg = 0;
 558
 559         while ((seg < nr_segs) && (tot_bytes >= 0)) {
 560                 ssize_t result;
 561                 int page_count;
 562                 struct page **pages;
 563                 const struct iovec *vec = &iov[seg++];
 564                 unsigned long user_addr = (unsigned long) vec->iov_base;
 565                 size_t size = vec->iov_len;
 566
 567                 page_count = nfs_get_user_pages(WRITE, user_addr, size, &pages);
 568                 if (page_count < 0) {
 569                         nfs_free_user_pages(pages, 0, 0);
 570                         if (tot_bytes > 0)
 571                                 break;
 572                         return page_count;
 573                 }
 574
 575                 result = nfs_direct_write_seg(inode, ctx, user_addr, size,
 576                                 file_offset, pages, page_count);
 577                 nfs_free_user_pages(pages, page_count, 0);
 578
 579                 if (result <= 0) {
 580                         if (tot_bytes > 0)
 581                                 break;
 582                         return result;
 583                 }
 584                 tot_bytes += result;
 585                 file_offset += result;
 586                 if (result < size)
 587                         break;
 588         }
 589         return tot_bytes;
 590 }
 591
 592 /**
 593  * nfs_direct_IO - NFS address space operation for direct I/O
 594  * rw: direction (read or write)
 595  * @iocb: target I/O control block
 596  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 597  * file_offset: offset in file to begin the operation
 598  * nr_segs: size of iovec array
 599  *
 600  */
 601 ssize_t
 602 nfs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 603                 loff_t file_offset, unsigned long nr_segs)
 604 {
 605         ssize_t result = -EINVAL;
 606         struct file *file = iocb->ki_filp;
 607         struct nfs_open_context *ctx;
 608         struct dentry *dentry = file->f_dentry;
 609         struct inode *inode = dentry->d_inode;
 610
 611         /*
 612          * No support for async yet
 613          */
 614         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 615                 return result;
 616
 617         ctx = (struct nfs_open_context *)file->private_data;
 618         switch (rw) {
 619         case READ:
 620                 dprintk("NFS: direct_IO(read) (%s) off/no(%Lu/%lu)\n",
 621                                 dentry->d_name.name, file_offset, nr_segs);
 622
 623                 result = nfs_direct_read(inode, ctx, iov,
 624                                                 file_offset, nr_segs);
 625                 break;
 626         case WRITE:
 627                 dprintk("NFS: direct_IO(write) (%s) off/no(%Lu/%lu)\n",
 628                                 dentry->d_name.name, file_offset, nr_segs);
 629
 630                 result = nfs_direct_write(inode, ctx, iov,
 631                                                 file_offset, nr_segs);
 632                 break;
 633         default:
 634                 break;
 635         }
 636         return result;
 637 }
 638
 639 /**
 640  * nfs_file_direct_read - file direct read operation for NFS files
 641  * @iocb: target I/O control block
 642  * @buf: user's buffer into which to read data
 643  * count: number of bytes to read
 644  * pos: byte offset in file where reading starts
 645  *
 646  * We use this function for direct reads instead of calling
 647  * generic_file_aio_read() in order to avoid gfar's check to see if
 648  * the request starts before the end of the file.  For that check
 649  * to work, we must generate a GETATTR before each direct read, and
 650  * even then there is a window between the GETATTR and the subsequent
 651  * READ where the file size could change.  So our preference is simply
 652  * to do all reads the application wants, and the server will take
 653  * care of managing the end of file boundary.
 654  *
 655  * This function also eliminates unnecessarily updating the file's
 656  * atime locally, as the NFS server sets the file's atime, and this
 657  * client must read the updated atime from the server back into its
 658  * cache.
 659  */
 660 ssize_t
 661 nfs_file_direct_read(struct kiocb *iocb, char __user *buf, size_t count, loff_t pos)
 662 {
 663         ssize_t retval = -EINVAL;
 664         loff_t *ppos = &iocb->ki_pos;
 665         struct file *file = iocb->ki_filp;
 666         struct nfs_open_context *ctx =
 667                         (struct nfs_open_context *) file->private_data;
 668         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 669         struct inode *inode = mapping->host;
 670         struct iovec iov = {
 671                 .iov_base = buf,
 672                 .iov_len = count,
 673         };
 674
 675         dprintk("nfs: direct read(%s/%s, %lu@%Ld)\n",
 676                 file->f_dentry->d_parent->d_name.name,
 677                 file->f_dentry->d_name.name,
 678                 (unsigned long) count, (long long) pos);
 679
 680         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 681                 goto out;
 682         if (count < 0)
 683                 goto out;
 684         retval = -EFAULT;
 685         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, iov.iov_base, iov.iov_len))
 686                 goto out;
 687         retval = 0;
 688         if (!count)
 689                 goto out;
 690
 691         retval = nfs_sync_mapping(mapping);
 692         if (retval)
 693                 goto out;
 694
 695         retval = nfs_direct_read(inode, ctx, &iov, pos, 1);
 696         if (retval > 0)
 697                 *ppos = pos + retval;
 698
 699 out:
 700         return retval;
 701 }
 702
 703 /**
 704  * nfs_file_direct_write - file direct write operation for NFS files
 705  * @iocb: target I/O control block
 706  * @buf: user's buffer from which to write data
 707  * count: number of bytes to write
 708  * pos: byte offset in file where writing starts
 709  *
 710  * We use this function for direct writes instead of calling
 711  * generic_file_aio_write() in order to avoid taking the inode
 712  * semaphore and updating the i_size.  The NFS server will set
 713  * the new i_size and this client must read the updated size
 714  * back into its cache.  We let the server do generic write
 715  * parameter checking and report problems.
 716  *
 717  * We also avoid an unnecessary invocation of generic_osync_inode(),
 718  * as it is fairly meaningless to sync the metadata of an NFS file.
 719  *
 720  * We eliminate local atime updates, see direct read above.
 721  *
 722  * We avoid unnecessary page cache invalidations for normal cached
 723  * readers of this file.
 724  *
 725  * Note that O_APPEND is not supported for NFS direct writes, as there
 726  * is no atomic O_APPEND write facility in the NFS protocol.
 727  */
 728 ssize_t
 729 nfs_file_direct_write(struct kiocb *iocb, const char __user *buf, size_t count, loff_t pos)
 730 {
 731         ssize_t retval;
 732         struct file *file = iocb->ki_filp;
 733         struct nfs_open_context *ctx =
 734                         (struct nfs_open_context *) file->private_data;
 735         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 736         struct inode *inode = mapping->host;
 737         struct iovec iov = {
 738                 .iov_base = (char __user *)buf,
 739         };
 740
 741         dfprintk(VFS, "nfs: direct write(%s/%s, %lu@%Ld)\n",
 742                 file->f_dentry->d_parent->d_name.name,
 743                 file->f_dentry->d_name.name,
 744                 (unsigned long) count, (long long) pos);
 745
 746         retval = -EINVAL;
 747         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 748                 goto out;
 749
 750         retval = generic_write_checks(file, &pos, &count, 0);
 751         if (retval)
 752                 goto out;
 753
 754         retval = -EINVAL;
 755         if ((ssize_t) count < 0)
 756                 goto out;
 757         retval = 0;
 758         if (!count)
 759                 goto out;
 760         iov.iov_len = count,
 761
 762         retval = -EFAULT;
 763         if (!access_ok(VERIFY_READ, iov.iov_base, iov.iov_len))
 764                 goto out;
 765
 766         retval = nfs_sync_mapping(mapping);
 767         if (retval)
 768                 goto out;
 769
 770         retval = nfs_direct_write(inode, ctx, &iov, pos, 1);
 771         if (mapping->nrpages)
 772                 invalidate_inode_pages2(mapping);
 773         if (retval > 0)
 774                 iocb->ki_pos = pos + retval;
 775
 776 out:
 777         return retval;
 778 }
 779
 780 int nfs_init_directcache(void)
 781 {
 782         nfs_direct_cachep = kmem_cache_create("nfs_direct_cache",
 783                                                 sizeof(struct nfs_direct_req),
 784                                                 0, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|SLAB_MEM_SPREAD,
 785                                                 NULL, NULL);
 786         if (nfs_direct_cachep == NULL)
 787                 return -ENOMEM;
 788
 789         return 0;
 790 }
 791
 792 void nfs_destroy_directcache(void)
 793 {
 794         if (kmem_cache_destroy(nfs_direct_cachep))
 795                 printk(KERN_INFO "nfs_direct_cache: not all structures were freed\n");
 796 }