git.oblomov.eu 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 rpc_task *task, void *calldata)
 222 {
 223         struct nfs_read_data *data = calldata;
 224         struct nfs_direct_req *dreq = (struct nfs_direct_req *) data->req;
 225
 226         if (nfs_readpage_result(task, data) != 0)
 227                 return;
 228         if (likely(task->tk_status >= 0))
 229                 atomic_add(data->res.count, &dreq->count);
 230         else
 231                 atomic_set(&dreq->error, task->tk_status);
 232
 233         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&dreq->complete))) {
 234                 nfs_free_user_pages(dreq->pages, dreq->npages, 1);
 235                 wake_up(&dreq->wait);
 236                 kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 237         }
 238 }
 239
 240 static const struct rpc_call_ops nfs_read_direct_ops = {
 241         .rpc_call_done = nfs_direct_read_result,
 242         .rpc_release = nfs_readdata_release,
 243 };
 244
 245 /**
 246  * nfs_direct_read_schedule - dispatch NFS READ operations for a direct read
 247  * @dreq: address of nfs_direct_req struct for this request
 248  * @inode: target inode
 249  * @ctx: target file open context
 250  * @user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 251  * @count: size of this segment
 252  * @file_offset: offset in file to begin the operation
 253  *
 254  * For each nfs_read_data struct that was allocated on the list, dispatch
 255  * an NFS READ operation
 256  */
 257 static void nfs_direct_read_schedule(struct nfs_direct_req *dreq,
 258                 struct inode *inode, struct nfs_open_context *ctx,
 259                 unsigned long user_addr, size_t count, loff_t file_offset)
 260 {
 261         struct list_head *list = &dreq->list;
 262         struct page **pages = dreq->pages;
 263         unsigned int curpage, pgbase;
 264         unsigned int rsize = NFS_SERVER(inode)->rsize;
 265
 266         curpage = 0;
 267         pgbase = user_addr & ~PAGE_MASK;
 268         do {
 269                 struct nfs_read_data *data;
 270                 unsigned int bytes;
 271
 272                 bytes = rsize;
 273                 if (count < rsize)
 274                         bytes = count;
 275
 276                 data = list_entry(list->next, struct nfs_read_data, pages);
 277                 list_del_init(&data->pages);
 278
 279                 data->inode = inode;
 280                 data->cred = ctx->cred;
 281                 data->args.fh = NFS_FH(inode);
 282                 data->args.context = ctx;
 283                 data->args.offset = file_offset;
 284                 data->args.pgbase = pgbase;
 285                 data->args.pages = &pages[curpage];
 286                 data->args.count = bytes;
 287                 data->res.fattr = &data->fattr;
 288                 data->res.eof = 0;
 289                 data->res.count = bytes;
 290
 291                 rpc_init_task(&data->task, NFS_CLIENT(inode), RPC_TASK_ASYNC,
 292                                 &nfs_read_direct_ops, data);
 293                 NFS_PROTO(inode)->read_setup(data);
 294
 295                 data->task.tk_cookie = (unsigned long) inode;
 296
 297                 lock_kernel();
 298                 rpc_execute(&data->task);
 299                 unlock_kernel();
 300
 301                 dfprintk(VFS, "NFS: %4d initiated direct read call (req %s/%Ld, %u bytes @ offset %Lu)\n",
 302                                 data->task.tk_pid,
 303                                 inode->i_sb->s_id,
 304                                 (long long)NFS_FILEID(inode),
 305                                 bytes,
 306                                 (unsigned long long)data->args.offset);
 307
 308                 file_offset += bytes;
 309                 pgbase += bytes;
 310                 curpage += pgbase >> PAGE_SHIFT;
 311                 pgbase &= ~PAGE_MASK;
 312
 313                 count -= bytes;
 314         } while (count != 0);
 315 }
 316
 317 /**
 318  * nfs_direct_read_wait - wait for I/O completion for direct reads
 319  * @dreq: request on which we are to wait
 320  * @intr: whether or not this wait can be interrupted
 321  *
 322  * Collects and returns the final error value/byte-count.
 323  */
 324 static ssize_t nfs_direct_read_wait(struct nfs_direct_req *dreq, int intr)
 325 {
 326         int result = 0;
 327
 328         if (intr) {
 329                 result = wait_event_interruptible(dreq->wait,
 330                                         (atomic_read(&dreq->complete) == 0));
 331         } else {
 332                 wait_event(dreq->wait, (atomic_read(&dreq->complete) == 0));
 333         }
 334
 335         if (!result)
 336                 result = atomic_read(&dreq->error);
 337         if (!result)
 338                 result = atomic_read(&dreq->count);
 339
 340         kref_put(&dreq->kref, nfs_direct_req_release);
 341         return (ssize_t) result;
 342 }
 343
 344 /**
 345  * nfs_direct_read_seg - Read in one iov segment.  Generate separate
 346  *                        read RPCs for each "rsize" bytes.
 347  * @inode: target inode
 348  * @ctx: target file open context
 349  * @user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 350  * @count: size of this segment
 351  * @file_offset: offset in file to begin the operation
 352  * @pages: array of addresses of page structs defining user's buffer
 353  * @nr_pages: number of pages in the array
 354  *
 355  */
 356 static ssize_t nfs_direct_read_seg(struct inode *inode,
 357                 struct nfs_open_context *ctx, unsigned long user_addr,
 358                 size_t count, loff_t file_offset, struct page **pages,
 359                 unsigned int nr_pages)
 360 {
 361         ssize_t result;
 362         sigset_t oldset;
 363         struct rpc_clnt *clnt = NFS_CLIENT(inode);
 364         struct nfs_direct_req *dreq;
 365
 366         dreq = nfs_direct_read_alloc(count, NFS_SERVER(inode)->rsize);
 367         if (!dreq)
 368                 return -ENOMEM;
 369
 370         dreq->pages = pages;
 371         dreq->npages = nr_pages;
 372         dreq->inode = inode;
 373
 374         nfs_add_stats(inode, NFSIOS_DIRECTREADBYTES, count);
 375         rpc_clnt_sigmask(clnt, &oldset);
 376         nfs_direct_read_schedule(dreq, inode, ctx, user_addr, count,
 377                                  file_offset);
 378         result = nfs_direct_read_wait(dreq, clnt->cl_intr);
 379         rpc_clnt_sigunmask(clnt, &oldset);
 380
 381         return result;
 382 }
 383
 384 /**
 385  * nfs_direct_read - For each iov segment, map the user's buffer
 386  *                   then generate read RPCs.
 387  * @inode: target inode
 388  * @ctx: target file open context
 389  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 390  * file_offset: offset in file to begin the operation
 391  * nr_segs: size of iovec array
 392  *
 393  * We've already pushed out any non-direct writes so that this read
 394  * will see them when we read from the server.
 395  */
 396 static ssize_t
 397 nfs_direct_read(struct inode *inode, struct nfs_open_context *ctx,
 398                 const struct iovec *iov, loff_t file_offset,
 399                 unsigned long nr_segs)
 400 {
 401         ssize_t tot_bytes = 0;
 402         unsigned long seg = 0;
 403
 404         while ((seg < nr_segs) && (tot_bytes >= 0)) {
 405                 ssize_t result;
 406                 int page_count;
 407                 struct page **pages;
 408                 const struct iovec *vec = &iov[seg++];
 409                 unsigned long user_addr = (unsigned long) vec->iov_base;
 410                 size_t size = vec->iov_len;
 411
 412                 page_count = nfs_get_user_pages(READ, user_addr, size, &pages);
 413                 if (page_count < 0) {
 414                         nfs_free_user_pages(pages, 0, 0);
 415                         if (tot_bytes > 0)
 416                                 break;
 417                         return page_count;
 418                 }
 419
 420                 result = nfs_direct_read_seg(inode, ctx, user_addr, size,
 421                                 file_offset, pages, page_count);
 422
 423                 if (result <= 0) {
 424                         if (tot_bytes > 0)
 425                                 break;
 426                         return result;
 427                 }
 428                 tot_bytes += result;
 429                 file_offset += result;
 430                 if (result < size)
 431                         break;
 432         }
 433
 434         return tot_bytes;
 435 }
 436
 437 /**
 438  * nfs_direct_write_seg - Write out one iov segment.  Generate separate
 439  *                        write RPCs for each "wsize" bytes, then commit.
 440  * @inode: target inode
 441  * @ctx: target file open context
 442  * user_addr: starting address of this segment of user's buffer
 443  * count: size of this segment
 444  * file_offset: offset in file to begin the operation
 445  * @pages: array of addresses of page structs defining user's buffer
 446  * nr_pages: size of pages array
 447  */
 448 static ssize_t nfs_direct_write_seg(struct inode *inode,
 449                 struct nfs_open_context *ctx, unsigned long user_addr,
 450                 size_t count, loff_t file_offset, struct page **pages,
 451                 int nr_pages)
 452 {
 453         const unsigned int wsize = NFS_SERVER(inode)->wsize;
 454         size_t request;
 455         int curpage, need_commit;
 456         ssize_t result, tot_bytes;
 457         struct nfs_writeverf first_verf;
 458         struct nfs_write_data *wdata;
 459
 460         wdata = nfs_writedata_alloc(NFS_SERVER(inode)->wpages);
 461         if (!wdata)
 462                 return -ENOMEM;
 463
 464         wdata->inode = inode;
 465         wdata->cred = ctx->cred;
 466         wdata->args.fh = NFS_FH(inode);
 467         wdata->args.context = ctx;
 468         wdata->args.stable = NFS_UNSTABLE;
 469         if (IS_SYNC(inode) || NFS_PROTO(inode)->version == 2 || count <= wsize)
 470                 wdata->args.stable = NFS_FILE_SYNC;
 471         wdata->res.fattr = &wdata->fattr;
 472         wdata->res.verf = &wdata->verf;
 473
 474         nfs_begin_data_update(inode);
 475 retry:
 476         need_commit = 0;
 477         tot_bytes = 0;
 478         curpage = 0;
 479         request = count;
 480         wdata->args.pgbase = user_addr & ~PAGE_MASK;
 481         wdata->args.offset = file_offset;
 482         do {
 483                 wdata->args.count = request;
 484                 if (wdata->args.count > wsize)
 485                         wdata->args.count = wsize;
 486                 wdata->args.pages = &pages[curpage];
 487
 488                 dprintk("NFS: direct write: c=%u o=%Ld ua=%lu, pb=%u, cp=%u\n",
 489                         wdata->args.count, (long long) wdata->args.offset,
 490                         user_addr + tot_bytes, wdata->args.pgbase, curpage);
 491
 492                 lock_kernel();
 493                 result = NFS_PROTO(inode)->write(wdata);
 494                 unlock_kernel();
 495
 496                 if (result <= 0) {
 497                         if (tot_bytes > 0)
 498                                 break;
 499                         goto out;
 500                 }
 501
 502                 if (tot_bytes == 0)
 503                         memcpy(&first_verf.verifier, &wdata->verf.verifier,
 504                                                 sizeof(first_verf.verifier));
 505                 if (wdata->verf.committed != NFS_FILE_SYNC) {
 506                         need_commit = 1;
 507                         if (memcmp(&first_verf.verifier, &wdata->verf.verifier,
 508                                         sizeof(first_verf.verifier)))
 509                                 goto sync_retry;
 510                 }
 511
 512                 tot_bytes += result;
 513
 514                 /* in case of a short write: stop now, let the app recover */
 515                 if (result < wdata->args.count)
 516                         break;
 517
 518                 wdata->args.offset += result;
 519                 wdata->args.pgbase += result;
 520                 curpage += wdata->args.pgbase >> PAGE_SHIFT;
 521                 wdata->args.pgbase &= ~PAGE_MASK;
 522                 request -= result;
 523         } while (request != 0);
 524
 525         /*
 526          * Commit data written so far, even in the event of an error
 527          */
 528         if (need_commit) {
 529                 wdata->args.count = tot_bytes;
 530                 wdata->args.offset = file_offset;
 531
 532                 lock_kernel();
 533                 result = NFS_PROTO(inode)->commit(wdata);
 534                 unlock_kernel();
 535
 536                 if (result < 0 || memcmp(&first_verf.verifier,
 537                                          &wdata->verf.verifier,
 538                                          sizeof(first_verf.verifier)) != 0)
 539                         goto sync_retry;
 540         }
 541         result = tot_bytes;
 542
 543 out:
 544         nfs_end_data_update(inode);
 545         nfs_writedata_free(wdata);
 546         return result;
 547
 548 sync_retry:
 549         wdata->args.stable = NFS_FILE_SYNC;
 550         goto retry;
 551 }
 552
 553 /**
 554  * nfs_direct_write - For each iov segment, map the user's buffer
 555  *                    then generate write and commit RPCs.
 556  * @inode: target inode
 557  * @ctx: target file open context
 558  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 559  * file_offset: offset in file to begin the operation
 560  * nr_segs: size of iovec array
 561  *
 562  * Upon return, generic_file_direct_IO invalidates any cached pages
 563  * that non-direct readers might access, so they will pick up these
 564  * writes immediately.
 565  */
 566 static ssize_t nfs_direct_write(struct inode *inode,
 567                 struct nfs_open_context *ctx, const struct iovec *iov,
 568                 loff_t file_offset, unsigned long nr_segs)
 569 {
 570         ssize_t tot_bytes = 0;
 571         unsigned long seg = 0;
 572
 573         while ((seg < nr_segs) && (tot_bytes >= 0)) {
 574                 ssize_t result;
 575                 int page_count;
 576                 struct page **pages;
 577                 const struct iovec *vec = &iov[seg++];
 578                 unsigned long user_addr = (unsigned long) vec->iov_base;
 579                 size_t size = vec->iov_len;
 580
 581                 page_count = nfs_get_user_pages(WRITE, user_addr, size, &pages);
 582                 if (page_count < 0) {
 583                         nfs_free_user_pages(pages, 0, 0);
 584                         if (tot_bytes > 0)
 585                                 break;
 586                         return page_count;
 587                 }
 588
 589                 nfs_add_stats(inode, NFSIOS_DIRECTWRITTENBYTES, size);
 590                 result = nfs_direct_write_seg(inode, ctx, user_addr, size,
 591                                 file_offset, pages, page_count);
 592                 nfs_free_user_pages(pages, page_count, 0);
 593
 594                 if (result <= 0) {
 595                         if (tot_bytes > 0)
 596                                 break;
 597                         return result;
 598                 }
 599                 nfs_add_stats(inode, NFSIOS_SERVERWRITTENBYTES, result);
 600                 tot_bytes += result;
 601                 file_offset += result;
 602                 if (result < size)
 603                         break;
 604         }
 605         return tot_bytes;
 606 }
 607
 608 /**
 609  * nfs_direct_IO - NFS address space operation for direct I/O
 610  * rw: direction (read or write)
 611  * @iocb: target I/O control block
 612  * @iov: array of vectors that define I/O buffer
 613  * file_offset: offset in file to begin the operation
 614  * nr_segs: size of iovec array
 615  *
 616  */
 617 ssize_t
 618 nfs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 619                 loff_t file_offset, unsigned long nr_segs)
 620 {
 621         ssize_t result = -EINVAL;
 622         struct file *file = iocb->ki_filp;
 623         struct nfs_open_context *ctx;
 624         struct dentry *dentry = file->f_dentry;
 625         struct inode *inode = dentry->d_inode;
 626
 627         /*
 628          * No support for async yet
 629          */
 630         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 631                 return result;
 632
 633         ctx = (struct nfs_open_context *)file->private_data;
 634         switch (rw) {
 635         case READ:
 636                 dprintk("NFS: direct_IO(read) (%s) off/no(%Lu/%lu)\n",
 637                                 dentry->d_name.name, file_offset, nr_segs);
 638
 639                 result = nfs_direct_read(inode, ctx, iov,
 640                                                 file_offset, nr_segs);
 641                 break;
 642         case WRITE:
 643                 dprintk("NFS: direct_IO(write) (%s) off/no(%Lu/%lu)\n",
 644                                 dentry->d_name.name, file_offset, nr_segs);
 645
 646                 result = nfs_direct_write(inode, ctx, iov,
 647                                                 file_offset, nr_segs);
 648                 break;
 649         default:
 650                 break;
 651         }
 652         return result;
 653 }
 654
 655 /**
 656  * nfs_file_direct_read - file direct read operation for NFS files
 657  * @iocb: target I/O control block
 658  * @buf: user's buffer into which to read data
 659  * count: number of bytes to read
 660  * pos: byte offset in file where reading starts
 661  *
 662  * We use this function for direct reads instead of calling
 663  * generic_file_aio_read() in order to avoid gfar's check to see if
 664  * the request starts before the end of the file.  For that check
 665  * to work, we must generate a GETATTR before each direct read, and
 666  * even then there is a window between the GETATTR and the subsequent
 667  * READ where the file size could change.  So our preference is simply
 668  * to do all reads the application wants, and the server will take
 669  * care of managing the end of file boundary.
 670  *
 671  * This function also eliminates unnecessarily updating the file's
 672  * atime locally, as the NFS server sets the file's atime, and this
 673  * client must read the updated atime from the server back into its
 674  * cache.
 675  */
 676 ssize_t
 677 nfs_file_direct_read(struct kiocb *iocb, char __user *buf, size_t count, loff_t pos)
 678 {
 679         ssize_t retval = -EINVAL;
 680         loff_t *ppos = &iocb->ki_pos;
 681         struct file *file = iocb->ki_filp;
 682         struct nfs_open_context *ctx =
 683                         (struct nfs_open_context *) file->private_data;
 684         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 685         struct inode *inode = mapping->host;
 686         struct iovec iov = {
 687                 .iov_base = buf,
 688                 .iov_len = count,
 689         };
 690
 691         dprintk("nfs: direct read(%s/%s, %lu@%Ld)\n",
 692                 file->f_dentry->d_parent->d_name.name,
 693                 file->f_dentry->d_name.name,
 694                 (unsigned long) count, (long long) pos);
 695
 696         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 697                 goto out;
 698         if (count < 0)
 699                 goto out;
 700         retval = -EFAULT;
 701         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, iov.iov_base, iov.iov_len))
 702                 goto out;
 703         retval = 0;
 704         if (!count)
 705                 goto out;
 706
 707         retval = nfs_sync_mapping(mapping);
 708         if (retval)
 709                 goto out;
 710
 711         retval = nfs_direct_read(inode, ctx, &iov, pos, 1);
 712         if (retval > 0)
 713                 *ppos = pos + retval;
 714
 715 out:
 716         return retval;
 717 }
 718
 719 /**
 720  * nfs_file_direct_write - file direct write operation for NFS files
 721  * @iocb: target I/O control block
 722  * @buf: user's buffer from which to write data
 723  * count: number of bytes to write
 724  * pos: byte offset in file where writing starts
 725  *
 726  * We use this function for direct writes instead of calling
 727  * generic_file_aio_write() in order to avoid taking the inode
 728  * semaphore and updating the i_size.  The NFS server will set
 729  * the new i_size and this client must read the updated size
 730  * back into its cache.  We let the server do generic write
 731  * parameter checking and report problems.
 732  *
 733  * We also avoid an unnecessary invocation of generic_osync_inode(),
 734  * as it is fairly meaningless to sync the metadata of an NFS file.
 735  *
 736  * We eliminate local atime updates, see direct read above.
 737  *
 738  * We avoid unnecessary page cache invalidations for normal cached
 739  * readers of this file.
 740  *
 741  * Note that O_APPEND is not supported for NFS direct writes, as there
 742  * is no atomic O_APPEND write facility in the NFS protocol.
 743  */
 744 ssize_t
 745 nfs_file_direct_write(struct kiocb *iocb, const char __user *buf, size_t count, loff_t pos)
 746 {
 747         ssize_t retval;
 748         struct file *file = iocb->ki_filp;
 749         struct nfs_open_context *ctx =
 750                         (struct nfs_open_context *) file->private_data;
 751         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 752         struct inode *inode = mapping->host;
 753         struct iovec iov = {
 754                 .iov_base = (char __user *)buf,
 755         };
 756
 757         dfprintk(VFS, "nfs: direct write(%s/%s, %lu@%Ld)\n",
 758                 file->f_dentry->d_parent->d_name.name,
 759                 file->f_dentry->d_name.name,
 760                 (unsigned long) count, (long long) pos);
 761
 762         retval = -EINVAL;
 763         if (!is_sync_kiocb(iocb))
 764                 goto out;
 765
 766         retval = generic_write_checks(file, &pos, &count, 0);
 767         if (retval)
 768                 goto out;
 769
 770         retval = -EINVAL;
 771         if ((ssize_t) count < 0)
 772                 goto out;
 773         retval = 0;
 774         if (!count)
 775                 goto out;
 776         iov.iov_len = count,
 777
 778         retval = -EFAULT;
 779         if (!access_ok(VERIFY_READ, iov.iov_base, iov.iov_len))
 780                 goto out;
 781
 782         retval = nfs_sync_mapping(mapping);
 783         if (retval)
 784                 goto out;
 785
 786         retval = nfs_direct_write(inode, ctx, &iov, pos, 1);
 787         if (mapping->nrpages)
 788                 invalidate_inode_pages2(mapping);
 789         if (retval > 0)
 790                 iocb->ki_pos = pos + retval;
 791
 792 out:
 793         return retval;
 794 }
 795
 796 int nfs_init_directcache(void)
 797 {
 798         nfs_direct_cachep = kmem_cache_create("nfs_direct_cache",
 799                                                 sizeof(struct nfs_direct_req),
 800                                                 0, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT,
 801                                                 NULL, NULL);
 802         if (nfs_direct_cachep == NULL)
 803                 return -ENOMEM;
 804
 805         return 0;
 806 }
 807
 808 void nfs_destroy_directcache(void)
 809 {
 810         if (kmem_cache_destroy(nfs_direct_cachep))
 811                 printk(KERN_INFO "nfs_direct_cache: not all structures were freed\n");
 812 }