Merge master.kernel.org:/home/rmk/linux-2.6-serial
[linux-2.6] / 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 kmem_cache_t *nfs_direct_cachep;
61
62 /*
63  * This represents a set of asynchronous requests that we're waiting on
64  */
65 struct nfs_direct_req {
66         struct kref             kref;           /* release manager */
67         struct list_head        list;           /* nfs_read_data structs */
68         wait_queue_head_t       wait;           /* wait for i/o completion */
69         struct page **          pages;          /* pages in our buffer */
70         unsigned int            npages;         /* count of pages */
71         atomic_t                complete,       /* i/os we're waiting for */
72                                 count,          /* bytes actually processed */
73                                 error;          /* any reported error */
74 };
75
76
77 /**
78  * nfs_get_user_pages - find and set up pages underlying user's buffer
79  * rw: direction (read or write)
80  * user_addr: starting address of this segment of user's buffer
81  * count: size of this segment
82  * @pages: returned array of page struct pointers underlying user's buffer
83  */
84 static inline int
85 nfs_get_user_pages(int rw, unsigned long user_addr, size_t size,
86                 struct page ***pages)
87 {
88         int result = -ENOMEM;
89         unsigned long page_count;
90         size_t array_size;
91
92         /* set an arbitrary limit to prevent type overflow */
93         /* XXX: this can probably be as large as INT_MAX */
94         if (size > MAX_DIRECTIO_SIZE) {
95                 *pages = NULL;
96                 return -EFBIG;
97         }
98
99         page_count = (user_addr + size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
100         page_count -= user_addr >> PAGE_SHIFT;
101
102         array_size = (page_count * sizeof(struct page *));
103         *pages = kmalloc(array_size, GFP_KERNEL);
104         if (*pages) {
105                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
106                 result = get_user_pages(current, current->mm, user_addr,
107                                         page_count, (rw == READ), 0,
108                                         *pages, NULL);
109                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
110         }
111         return result;
112 }
113
114 /**
115  * nfs_free_user_pages - tear down page struct array
116  * @pages: array of page struct pointers underlying target buffer
117  * @npages: number of pages in the array
118  * @do_dirty: dirty the pages as we release them
119  */
120 static void
121 nfs_free_user_pages(struct page **pages, int npages, int do_dirty)
122 {
123         int i;
124         for (i = 0; i < npages; i++) {
125                 struct page *page = pages[i];
126                 if (do_dirty && !PageCompound(page))
127                         set_page_dirty_lock(page);
128                 page_cache_release(page);
129         }
130         kfree(pages);
131 }
132
133 /**
134  * nfs_direct_req_release - release  nfs_direct_req structure for direct read
135  * @kref: kref object embedded in an nfs_direct_req structure
136  *
137  */
138 static void nfs_direct_req_release(struct kref *kref)
139 {
140         struct nfs_direct_req *dreq = container_of(kref, struct nfs_direct_req, kref);
141         kmem_cache_free(nfs_direct_cachep, dreq);
142 }
143
144 /**
145  * nfs_direct_read_alloc - allocate nfs_read_data structures for direct read
146  * @count: count of bytes for the read request
147  * @rsize: local rsize setting
148  *
149  * Note we also set the number of requests we have in the dreq when we are
150  * done.  This prevents races with I/O completion so we will always wait
151  * until all requests have been dispatched and completed.
152  */
153 static struct nfs_direct_req *nfs_direct_read_alloc(size_t nbytes, unsigned int rsize)
154 {
155         struct list_head *list;
156         struct nfs_direct_req *dreq;
157         unsigned int reads = 0;
158         unsigned int rpages = (rsize + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
159
160         dreq = kmem_cache_alloc(nfs_direct_cachep, SLAB_KERNEL);
161         if (!dreq)
162                 return NULL;
163
164         kref_init(&dreq->kref);
165         init_waitqueue_head(&dreq->wait);
166         INIT_LIST_HEAD(&dreq->list);
167         atomic_set(&dreq->count, 0);
168         atomic_set(&dreq->error, 0);
169
170         list = &dreq->list;
171         for(;;) {
172                 struct nfs_read_data *data = nfs_readdata_alloc(rpages);
173
174                 if (unlikely(!data)) {
175                         while (!list_empty(list)) {
176                                 data = list_entry(list->next,
177                                                   struct nfs_read_data, pages);
178                                 list_del(&data->pages);
179                                 nfs_readdata_free(data);
180                         }
181                         kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
182                         return NULL;
183                 }
184
185                 INIT_LIST_HEAD(&data->pages);
186                 list_add(&data->pages, list);
187
188                 data->req = (struct nfs_page *) dreq;
189                 reads++;
190                 if (nbytes <= rsize)
191                         break;
192                 nbytes -= rsize;
193         }
194         kref_get(&dreq->kref);
195         atomic_set(&dreq->complete, reads);
196         return dreq;
197 }
198
199 /**
200  * nfs_direct_read_result - handle a read reply for a direct read request
201  * @data: address of NFS READ operation control block
202  * @status: status of this NFS READ operation
203  *
204  * We must hold a reference to all the pages in this direct read request
205  * until the RPCs complete.  This could be long *after* we are woken up in
206  * nfs_direct_read_wait (for instance, if someone hits ^C on a slow server).
207  */
208 static void nfs_direct_read_result(struct nfs_read_data *data, int status)
209 {
210         struct nfs_direct_req *dreq = (struct nfs_direct_req *) data->req;
211
212         if (likely(status >= 0))
213                 atomic_add(data->res.count, &dreq->count);
214         else
215                 atomic_set(&dreq->error, status);
216
217         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&dreq->complete))) {
218                 nfs_free_user_pages(dreq->pages, dreq->npages, 1);
219                 wake_up(&dreq->wait);
220                 kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
221         }
222 }
223
224 /**
225  * nfs_direct_read_schedule - dispatch NFS READ operations for a direct read
226  * @dreq: address of nfs_direct_req struct for this request
227  * @inode: target inode
228  * @ctx: target file open context
229  * @user_addr: starting address of this segment of user's buffer
230  * @count: size of this segment
231  * @file_offset: offset in file to begin the operation
232  *
233  * For each nfs_read_data struct that was allocated on the list, dispatch
234  * an NFS READ operation
235  */
236 static void nfs_direct_read_schedule(struct nfs_direct_req *dreq,
237                 struct inode *inode, struct nfs_open_context *ctx,
238                 unsigned long user_addr, size_t count, loff_t file_offset)
239 {
240         struct list_head *list = &dreq->list;
241         struct page **pages = dreq->pages;
242         unsigned int curpage, pgbase;
243         unsigned int rsize = NFS_SERVER(inode)->rsize;
244
245         curpage = 0;
246         pgbase = user_addr & ~PAGE_MASK;
247         do {
248                 struct nfs_read_data *data;
249                 unsigned int bytes;
250
251                 bytes = rsize;
252                 if (count < rsize)
253                         bytes = count;
254
255                 data = list_entry(list->next, struct nfs_read_data, pages);
256                 list_del_init(&data->pages);
257
258                 data->inode = inode;
259                 data->cred = ctx->cred;
260                 data->args.fh = NFS_FH(inode);
261                 data->args.context = ctx;
262                 data->args.offset = file_offset;
263                 data->args.pgbase = pgbase;
264                 data->args.pages = &pages[curpage];
265                 data->args.count = bytes;
266                 data->res.fattr = &data->fattr;
267                 data->res.eof = 0;
268                 data->res.count = bytes;
269
270                 NFS_PROTO(inode)->read_setup(data);
271
272                 data->task.tk_cookie = (unsigned long) inode;
273                 data->complete = nfs_direct_read_result;
274
275                 lock_kernel();
276                 rpc_execute(&data->task);
277                 unlock_kernel();
278
279                 dfprintk(VFS, "NFS: %4d initiated direct read call (req %s/%Ld, %u bytes @ offset %Lu)\n",
280                                 data->task.tk_pid,
281                                 inode->i_sb->s_id,
282                                 (long long)NFS_FILEID(inode),
283                                 bytes,
284                                 (unsigned long long)data->args.offset);
285
286                 file_offset += bytes;
287                 pgbase += bytes;
288                 curpage += pgbase >> PAGE_SHIFT;
289                 pgbase &= ~PAGE_MASK;
290
291                 count -= bytes;
292         } while (count != 0);
293 }
294
295 /**
296  * nfs_direct_read_wait - wait for I/O completion for direct reads
297  * @dreq: request on which we are to wait
298  * @intr: whether or not this wait can be interrupted
299  *
300  * Collects and returns the final error value/byte-count.
301  */
302 static ssize_t nfs_direct_read_wait(struct nfs_direct_req *dreq, int intr)
303 {
304         int result = 0;
305
306         if (intr) {
307                 result = wait_event_interruptible(dreq->wait,
308                                         (atomic_read(&dreq->complete) == 0));
309         } else {
310                 wait_event(dreq->wait, (atomic_read(&dreq->complete) == 0));
311         }
312
313         if (!result)
314                 result = atomic_read(&dreq->error);
315         if (!result)
316                 result = atomic_read(&dreq->count);
317
318         kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
319         return (ssize_t) result;
320 }
321
322 /**
323  * nfs_direct_read_seg - Read in one iov segment.  Generate separate
324  *                        read RPCs for each "rsize" bytes.
325  * @inode: target inode
326  * @ctx: target file open context
327  * @user_addr: starting address of this segment of user's buffer
328  * @count: size of this segment
329  * @file_offset: offset in file to begin the operation
330  * @pages: array of addresses of page structs defining user's buffer
331  * @nr_pages: number of pages in the array
332  *
333  */
334 static ssize_t nfs_direct_read_seg(struct inode *inode,
335                 struct nfs_open_context *ctx, unsigned long user_addr,
336                 size_t count, loff_t file_offset, struct page **pages,
337                 unsigned int nr_pages)
338 {
339         ssize_t result;
340         sigset_t oldset;
341         struct rpc_clnt *clnt = NFS_CLIENT(inode);
342         struct nfs_direct_req *dreq;
343
344         dreq = nfs_direct_read_alloc(count, NFS_SERVER(inode)->rsize);
345         if (!dreq)
346                 return -ENOMEM;
347
348         dreq->pages = pages;
349         dreq->npages = nr_pages;
350
351         rpc_clnt_sigmask(clnt, &oldset);
352         nfs_direct_read_schedule(dreq, inode, ctx, user_addr, count,
353                                  file_offset);
354         result = nfs_direct_read_wait(dreq, clnt->cl_intr);
355         rpc_clnt_sigunmask(clnt, &oldset);
356
357         return result;
358 }
359
360 /**
361  * nfs_direct_read - For each iov segment, map the user's buffer
362  *                   then generate read RPCs.
363  * @inode: target inode
364  * @ctx: target file open context
365  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
366  * file_offset: offset in file to begin the operation
367  * nr_segs: size of iovec array
368  *
369  * We've already pushed out any non-direct writes so that this read
370  * will see them when we read from the server.
371  */
372 static ssize_t
373 nfs_direct_read(struct inode *inode, struct nfs_open_context *ctx,
374                 const struct iovec *iov, loff_t file_offset,
375                 unsigned long nr_segs)
376 {
377         ssize_t tot_bytes = 0;
378         unsigned long seg = 0;
379
380         while ((seg < nr_segs) && (tot_bytes >= 0)) {
381                 ssize_t result;
382                 int page_count;
383                 struct page **pages;
384                 const struct iovec *vec = &iov[seg++];
385                 unsigned long user_addr = (unsigned long) vec->iov_base;
386                 size_t size = vec->iov_len;
387
388                 page_count = nfs_get_user_pages(READ, user_addr, size, &pages);
389                 if (page_count < 0) {
390                         nfs_free_user_pages(pages, 0, 0);
391                         if (tot_bytes > 0)
392                                 break;
393                         return page_count;
394                 }
395
396                 result = nfs_direct_read_seg(inode, ctx, user_addr, size,
397                                 file_offset, pages, page_count);
398
399                 if (result <= 0) {
400                         if (tot_bytes > 0)
401                                 break;
402                         return result;
403                 }
404                 tot_bytes += result;
405                 file_offset += result;
406                 if (result < size)
407                         break;
408         }
409
410         return tot_bytes;
411 }
412
413 /**
414  * nfs_direct_write_seg - Write out one iov segment.  Generate separate
415  *                        write RPCs for each "wsize" bytes, then commit.
416  * @inode: target inode
417  * @ctx: target file open context
418  * user_addr: starting address of this segment of user's buffer
419  * count: size of this segment
420  * file_offset: offset in file to begin the operation
421  * @pages: array of addresses of page structs defining user's buffer
422  * nr_pages: size of pages array
423  */
424 static ssize_t nfs_direct_write_seg(struct inode *inode,
425                 struct nfs_open_context *ctx, unsigned long user_addr,
426                 size_t count, loff_t file_offset, struct page **pages,
427                 int nr_pages)
428 {
429         const unsigned int wsize = NFS_SERVER(inode)->wsize;
430         size_t request;
431         int curpage, need_commit;
432         ssize_t result, tot_bytes;
433         struct nfs_writeverf first_verf;
434         struct nfs_write_data *wdata;
435
436         wdata = nfs_writedata_alloc(NFS_SERVER(inode)->wpages);
437         if (!wdata)
438                 return -ENOMEM;
439
440         wdata->inode = inode;
441         wdata->cred = ctx->cred;
442         wdata->args.fh = NFS_FH(inode);
443         wdata->args.context = ctx;
444         wdata->args.stable = NFS_UNSTABLE;
445         if (IS_SYNC(inode) || NFS_PROTO(inode)->version == 2 || count <= wsize)
446                 wdata->args.stable = NFS_FILE_SYNC;
447         wdata->res.fattr = &wdata->fattr;
448         wdata->res.verf = &wdata->verf;
449
450         nfs_begin_data_update(inode);
451 retry:
452         need_commit = 0;
453         tot_bytes = 0;
454         curpage = 0;
455         request = count;
456         wdata->args.pgbase = user_addr & ~PAGE_MASK;
457         wdata->args.offset = file_offset;
458         do {
459                 wdata->args.count = request;
460                 if (wdata->args.count > wsize)
461                         wdata->args.count = wsize;
462                 wdata->args.pages = &pages[curpage];
463
464                 dprintk("NFS: direct write: c=%u o=%Ld ua=%lu, pb=%u, cp=%u\n",
465                         wdata->args.count, (long long) wdata->args.offset,
466                         user_addr + tot_bytes, wdata->args.pgbase, curpage);
467
468                 lock_kernel();
469                 result = NFS_PROTO(inode)->write(wdata);
470                 unlock_kernel();
471
472                 if (result <= 0) {
473                         if (tot_bytes > 0)
474                                 break;
475                         goto out;
476                 }
477
478                 if (tot_bytes == 0)
479                         memcpy(&first_verf.verifier, &wdata->verf.verifier,
480                                                 sizeof(first_verf.verifier));
481                 if (wdata->verf.committed != NFS_FILE_SYNC) {
482                         need_commit = 1;
483                         if (memcmp(&first_verf.verifier, &wdata->verf.verifier,
484                                         sizeof(first_verf.verifier)));
485                                 goto sync_retry;
486                 }
487
488                 tot_bytes += result;
489
490                 /* in case of a short write: stop now, let the app recover */
491                 if (result < wdata->args.count)
492                         break;
493
494                 wdata->args.offset += result;
495                 wdata->args.pgbase += result;
496                 curpage += wdata->args.pgbase >> PAGE_SHIFT;
497                 wdata->args.pgbase &= ~PAGE_MASK;
498                 request -= result;
499         } while (request != 0);
500
501         /*
502          * Commit data written so far, even in the event of an error
503          */
504         if (need_commit) {
505                 wdata->args.count = tot_bytes;
506                 wdata->args.offset = file_offset;
507
508                 lock_kernel();
509                 result = NFS_PROTO(inode)->commit(wdata);
510                 unlock_kernel();
511
512                 if (result < 0 || memcmp(&first_verf.verifier,
513                                          &wdata->verf.verifier,
514                                          sizeof(first_verf.verifier)) != 0)
515                         goto sync_retry;
516         }
517         result = tot_bytes;
518
519 out:
520         nfs_end_data_update(inode);
521         nfs_writedata_free(wdata);
522         return result;
523
524 sync_retry:
525         wdata->args.stable = NFS_FILE_SYNC;
526         goto retry;
527 }
528
529 /**
530  * nfs_direct_write - For each iov segment, map the user's buffer
531  *                    then generate write and commit RPCs.
532  * @inode: target inode
533  * @ctx: target file open context
534  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
535  * file_offset: offset in file to begin the operation
536  * nr_segs: size of iovec array
537  *
538  * Upon return, generic_file_direct_IO invalidates any cached pages
539  * that non-direct readers might access, so they will pick up these
540  * writes immediately.
541  */
542 static ssize_t nfs_direct_write(struct inode *inode,
543                 struct nfs_open_context *ctx, const struct iovec *iov,
544                 loff_t file_offset, unsigned long nr_segs)
545 {
546         ssize_t tot_bytes = 0;
547         unsigned long seg = 0;
548
549         while ((seg < nr_segs) && (tot_bytes >= 0)) {
550                 ssize_t result;
551                 int page_count;
552                 struct page **pages;
553                 const struct iovec *vec = &iov[seg++];
554                 unsigned long user_addr = (unsigned long) vec->iov_base;
555                 size_t size = vec->iov_len;
556
557                 page_count = nfs_get_user_pages(WRITE, user_addr, size, &pages);
558                 if (page_count < 0) {
559                         nfs_free_user_pages(pages, 0, 0);
560                         if (tot_bytes > 0)
561                                 break;
562                         return page_count;
563                 }
564
565                 result = nfs_direct_write_seg(inode, ctx, user_addr, size,
566                                 file_offset, pages, page_count);
567                 nfs_free_user_pages(pages, page_count, 0);
568
569                 if (result <= 0) {
570                         if (tot_bytes > 0)
571                                 break;
572                         return result;
573                 }
574                 tot_bytes += result;
575                 file_offset += result;
576                 if (result < size)
577                         break;
578         }
579         return tot_bytes;
580 }
581
582 /**
583  * nfs_direct_IO - NFS address space operation for direct I/O
584  * rw: direction (read or write)
585  * @iocb: target I/O control block
586  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
587  * file_offset: offset in file to begin the operation
588  * nr_segs: size of iovec array
589  *
590  */
591 ssize_t
592 nfs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
593                 loff_t file_offset, unsigned long nr_segs)
594 {
595         ssize_t result = -EINVAL;
596         struct file *file = iocb->ki_filp;
597         struct nfs_open_context *ctx;
598         struct dentry *dentry = file->f_dentry;
599         struct inode *inode = dentry->d_inode;
600
601         /*
602          * No support for async yet
603          */
604         if (!is_sync_kiocb(iocb))
605                 return result;
606
607         ctx = (struct nfs_open_context *)file->private_data;
608         switch (rw) {
609         case READ:
610                 dprintk("NFS: direct_IO(read) (%s) off/no(%Lu/%lu)\n",
611                                 dentry->d_name.name, file_offset, nr_segs);
612
613                 result = nfs_direct_read(inode, ctx, iov,
614                                                 file_offset, nr_segs);
615                 break;
616         case WRITE:
617                 dprintk("NFS: direct_IO(write) (%s) off/no(%Lu/%lu)\n",
618                                 dentry->d_name.name, file_offset, nr_segs);
619
620                 result = nfs_direct_write(inode, ctx, iov,
621                                                 file_offset, nr_segs);
622                 break;
623         default:
624                 break;
625         }
626         return result;
627 }
628
629 /**
630  * nfs_file_direct_read - file direct read operation for NFS files
631  * @iocb: target I/O control block
632  * @buf: user's buffer into which to read data
633  * count: number of bytes to read
634  * pos: byte offset in file where reading starts
635  *
636  * We use this function for direct reads instead of calling
637  * generic_file_aio_read() in order to avoid gfar's check to see if
638  * the request starts before the end of the file.  For that check
639  * to work, we must generate a GETATTR before each direct read, and
640  * even then there is a window between the GETATTR and the subsequent
641  * READ where the file size could change.  So our preference is simply
642  * to do all reads the application wants, and the server will take
643  * care of managing the end of file boundary.
644  * 
645  * This function also eliminates unnecessarily updating the file's
646  * atime locally, as the NFS server sets the file's atime, and this
647  * client must read the updated atime from the server back into its
648  * cache.
649  */
650 ssize_t
651 nfs_file_direct_read(struct kiocb *iocb, char __user *buf, size_t count, loff_t pos)
652 {
653         ssize_t retval = -EINVAL;
654         loff_t *ppos = &iocb->ki_pos;
655         struct file *file = iocb->ki_filp;
656         struct nfs_open_context *ctx =
657                         (struct nfs_open_context *) file->private_data;
658         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
659         struct inode *inode = mapping->host;
660         struct iovec iov = {
661                 .iov_base = buf,
662                 .iov_len = count,
663         };
664
665         dprintk("nfs: direct read(%s/%s, %lu@%Ld)\n",
666                 file->f_dentry->d_parent->d_name.name,
667                 file->f_dentry->d_name.name,
668                 (unsigned long) count, (long long) pos);
669
670         if (!is_sync_kiocb(iocb))
671                 goto out;
672         if (count < 0)
673                 goto out;
674         retval = -EFAULT;
675         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, iov.iov_base, iov.iov_len))
676                 goto out;
677         retval = 0;
678         if (!count)
679                 goto out;
680
681         retval = nfs_sync_mapping(mapping);
682         if (retval)
683                 goto out;
684
685         retval = nfs_direct_read(inode, ctx, &iov, pos, 1);
686         if (retval > 0)
687                 *ppos = pos + retval;
688
689 out:
690         return retval;
691 }
692
693 /**
694  * nfs_file_direct_write - file direct write operation for NFS files
695  * @iocb: target I/O control block
696  * @buf: user's buffer from which to write data
697  * count: number of bytes to write
698  * pos: byte offset in file where writing starts
699  *
700  * We use this function for direct writes instead of calling
701  * generic_file_aio_write() in order to avoid taking the inode
702  * semaphore and updating the i_size.  The NFS server will set
703  * the new i_size and this client must read the updated size
704  * back into its cache.  We let the server do generic write
705  * parameter checking and report problems.
706  *
707  * We also avoid an unnecessary invocation of generic_osync_inode(),
708  * as it is fairly meaningless to sync the metadata of an NFS file.
709  *
710  * We eliminate local atime updates, see direct read above.
711  *
712  * We avoid unnecessary page cache invalidations for normal cached
713  * readers of this file.
714  *
715  * Note that O_APPEND is not supported for NFS direct writes, as there
716  * is no atomic O_APPEND write facility in the NFS protocol.
717  */
718 ssize_t
719 nfs_file_direct_write(struct kiocb *iocb, const char __user *buf, size_t count, loff_t pos)
720 {
721         ssize_t retval;
722         struct file *file = iocb->ki_filp;
723         struct nfs_open_context *ctx =
724                         (struct nfs_open_context *) file->private_data;
725         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
726         struct inode *inode = mapping->host;
727         struct iovec iov = {
728                 .iov_base = (char __user *)buf,
729         };
730
731         dfprintk(VFS, "nfs: direct write(%s/%s, %lu@%Ld)\n",
732                 file->f_dentry->d_parent->d_name.name,
733                 file->f_dentry->d_name.name,
734                 (unsigned long) count, (long long) pos);
735
736         retval = -EINVAL;
737         if (!is_sync_kiocb(iocb))
738                 goto out;
739
740         retval = generic_write_checks(file, &pos, &count, 0);
741         if (retval)
742                 goto out;
743
744         retval = -EINVAL;
745         if ((ssize_t) count < 0)
746                 goto out;
747         retval = 0;
748         if (!count)
749                 goto out;
750         iov.iov_len = count,
751
752         retval = -EFAULT;
753         if (!access_ok(VERIFY_READ, iov.iov_base, iov.iov_len))
754                 goto out;
755
756         retval = nfs_sync_mapping(mapping);
757         if (retval)
758                 goto out;
759
760         retval = nfs_direct_write(inode, ctx, &iov, pos, 1);
761         if (mapping->nrpages)
762                 invalidate_inode_pages2(mapping);
763         if (retval > 0)
764                 iocb->ki_pos = pos + retval;
765
766 out:
767         return retval;
768 }
769
770 int nfs_init_directcache(void)
771 {
772         nfs_direct_cachep = kmem_cache_create("nfs_direct_cache",
773                                                 sizeof(struct nfs_direct_req),
774                                                 0, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT,
775                                                 NULL, NULL);
776         if (nfs_direct_cachep == NULL)
777                 return -ENOMEM;
778
779         return 0;
780 }
781
782 void nfs_destroy_directcache(void)
783 {
784         if (kmem_cache_destroy(nfs_direct_cachep))
785                 printk(KERN_INFO "nfs_direct_cache: not all structures were freed\n");
786 }