fs/nfs/read.c

   1 /*
   2  * linux/fs/nfs/read.c
   3  *
   4  * Block I/O for NFS
   5  *
   6  * Partial copy of Linus' read cache modifications to fs/nfs/file.c
   7  * modified for async RPC by okir@monad.swb.de
   8  *
   9  * We do an ugly hack here in order to return proper error codes to the
  10  * user program when a read request failed: since generic_file_read
  11  * only checks the return value of inode->i_op->readpage() which is always 0
  12  * for async RPC, we set the error bit of the page to 1 when an error occurs,
  13  * and make nfs_readpage transmit requests synchronously when encountering this.
  14  * This is only a small problem, though, since we now retry all operations
  15  * within the RPC code when root squashing is suspected.
  16  */
  17
  18 #include <linux/config.h>
  19 #include <linux/time.h>
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/errno.h>
  22 #include <linux/fcntl.h>
  23 #include <linux/stat.h>
  24 #include <linux/mm.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26 #include <linux/pagemap.h>
  27 #include <linux/mempool.h>
  28 #include <linux/sunrpc/clnt.h>
  29 #include <linux/nfs_fs.h>
  30 #include <linux/nfs_page.h>
  31 #include <linux/smp_lock.h>
  32
  33 #include <asm/system.h>
  34
  35 #define NFSDBG_FACILITY         NFSDBG_PAGECACHE
  36
  37 static int nfs_pagein_one(struct list_head *, struct inode *);
  38 static void nfs_readpage_result_partial(struct nfs_read_data *, int);
  39 static void nfs_readpage_result_full(struct nfs_read_data *, int);
  40
  41 static kmem_cache_t *nfs_rdata_cachep;
  42 static mempool_t *nfs_rdata_mempool;
  43
  44 #define MIN_POOL_READ   (32)
  45
  46 static struct nfs_read_data *nfs_readdata_alloc(void)
  47 {
  48         struct nfs_read_data   *p;
  49         p = (struct nfs_read_data *)mempool_alloc(nfs_rdata_mempool, SLAB_NOFS);
  50         if (p)
  51                 memset(p, 0, sizeof(*p));
  52         return p;
  53 }
  54
  55 static __inline__ void nfs_readdata_free(struct nfs_read_data *p)
  56 {
  57         mempool_free(p, nfs_rdata_mempool);
  58 }
  59
  60 static void nfs_readdata_release(struct rpc_task *task)
  61 {
  62         struct nfs_read_data   *data = (struct nfs_read_data *)task->tk_calldata;
  63         nfs_readdata_free(data);
  64 }
  65
  66 static
  67 unsigned int nfs_page_length(struct inode *inode, struct page *page)
  68 {
  69         loff_t i_size = i_size_read(inode);
  70         unsigned long idx;
  71
  72         if (i_size <= 0)
  73                 return 0;
  74         idx = (i_size - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  75         if (page->index > idx)
  76                 return 0;
  77         if (page->index != idx)
  78                 return PAGE_CACHE_SIZE;
  79         return 1 + ((i_size - 1) & (PAGE_CACHE_SIZE - 1));
  80 }
  81
  82 static
  83 int nfs_return_empty_page(struct page *page)
  84 {
  85         memclear_highpage_flush(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
  86         SetPageUptodate(page);
  87         unlock_page(page);
  88         return 0;
  89 }
  90
  91 /*
  92  * Read a page synchronously.
  93  */
  94 static int nfs_readpage_sync(struct nfs_open_context *ctx, struct inode *inode,
  95                 struct page *page)
  96 {
  97         unsigned int    rsize = NFS_SERVER(inode)->rsize;
  98         unsigned int    count = PAGE_CACHE_SIZE;
  99         int             result;
 100         struct nfs_read_data *rdata;
 101
 102         rdata = nfs_readdata_alloc();
 103         if (!rdata)
 104                 return -ENOMEM;
 105
 106         memset(rdata, 0, sizeof(*rdata));
 107         rdata->flags = (IS_SWAPFILE(inode)? NFS_RPC_SWAPFLAGS : 0);
 108         rdata->cred = ctx->cred;
 109         rdata->inode = inode;
 110         INIT_LIST_HEAD(&rdata->pages);
 111         rdata->args.fh = NFS_FH(inode);
 112         rdata->args.context = ctx;
 113         rdata->args.pages = &page;
 114         rdata->args.pgbase = 0UL;
 115         rdata->args.count = rsize;
 116         rdata->res.fattr = &rdata->fattr;
 117
 118         dprintk("NFS: nfs_readpage_sync(%p)\n", page);
 119
 120         /*
 121          * This works now because the socket layer never tries to DMA
 122          * into this buffer directly.
 123          */
 124         do {
 125                 if (count < rsize)
 126                         rdata->args.count = count;
 127                 rdata->res.count = rdata->args.count;
 128                 rdata->args.offset = page_offset(page) + rdata->args.pgbase;
 129
 130                 dprintk("NFS: nfs_proc_read(%s, (%s/%Ld), %Lu, %u)\n",
 131                         NFS_SERVER(inode)->hostname,
 132                         inode->i_sb->s_id,
 133                         (long long)NFS_FILEID(inode),
 134                         (unsigned long long)rdata->args.pgbase,
 135                         rdata->args.count);
 136
 137                 lock_kernel();
 138                 result = NFS_PROTO(inode)->read(rdata);
 139                 unlock_kernel();
 140
 141                 /*
 142                  * Even if we had a partial success we can't mark the page
 143                  * cache valid.
 144                  */
 145                 if (result < 0) {
 146                         if (result == -EISDIR)
 147                                 result = -EINVAL;
 148                         goto io_error;
 149                 }
 150                 count -= result;
 151                 rdata->args.pgbase += result;
 152                 /* Note: result == 0 should only happen if we're caching
 153                  * a write that extends the file and punches a hole.
 154                  */
 155                 if (rdata->res.eof != 0 || result == 0)
 156                         break;
 157         } while (count);
 158         NFS_FLAGS(inode) |= NFS_INO_INVALID_ATIME;
 159
 160         if (count)
 161                 memclear_highpage_flush(page, rdata->args.pgbase, count);
 162         SetPageUptodate(page);
 163         if (PageError(page))
 164                 ClearPageError(page);
 165         result = 0;
 166
 167 io_error:
 168         unlock_page(page);
 169         nfs_readdata_free(rdata);
 170         return result;
 171 }
 172
 173 static int nfs_readpage_async(struct nfs_open_context *ctx, struct inode *inode,
 174                 struct page *page)
 175 {
 176         LIST_HEAD(one_request);
 177         struct nfs_page *new;
 178         unsigned int len;
 179
 180         len = nfs_page_length(inode, page);
 181         if (len == 0)
 182                 return nfs_return_empty_page(page);
 183         new = nfs_create_request(ctx, inode, page, 0, len);
 184         if (IS_ERR(new)) {
 185                 unlock_page(page);
 186                 return PTR_ERR(new);
 187         }
 188         if (len < PAGE_CACHE_SIZE)
 189                 memclear_highpage_flush(page, len, PAGE_CACHE_SIZE - len);
 190
 191         nfs_lock_request(new);
 192         nfs_list_add_request(new, &one_request);
 193         nfs_pagein_one(&one_request, inode);
 194         return 0;
 195 }
 196
 197 static void nfs_readpage_release(struct nfs_page *req)
 198 {
 199         unlock_page(req->wb_page);
 200
 201         nfs_clear_request(req);
 202         nfs_release_request(req);
 203         nfs_unlock_request(req);
 204
 205         dprintk("NFS: read done (%s/%Ld %d@%Ld)\n",
 206                         req->wb_context->dentry->d_inode->i_sb->s_id,
 207                         (long long)NFS_FILEID(req->wb_context->dentry->d_inode),
 208                         req->wb_bytes,
 209                         (long long)req_offset(req));
 210 }
 211
 212 /*
 213  * Set up the NFS read request struct
 214  */
 215 static void nfs_read_rpcsetup(struct nfs_page *req, struct nfs_read_data *data,
 216                 unsigned int count, unsigned int offset)
 217 {
 218         struct inode            *inode;
 219
 220         data->req         = req;
 221         data->inode       = inode = req->wb_context->dentry->d_inode;
 222         data->cred        = req->wb_context->cred;
 223
 224         data->args.fh     = NFS_FH(inode);
 225         data->args.offset = req_offset(req) + offset;
 226         data->args.pgbase = req->wb_pgbase + offset;
 227         data->args.pages  = data->pagevec;
 228         data->args.count  = count;
 229         data->args.context = req->wb_context;
 230
 231         data->res.fattr   = &data->fattr;
 232         data->res.count   = count;
 233         data->res.eof     = 0;
 234
 235         NFS_PROTO(inode)->read_setup(data);
 236
 237         data->task.tk_cookie = (unsigned long)inode;
 238         data->task.tk_calldata = data;
 239         /* Release requests */
 240         data->task.tk_release = nfs_readdata_release;
 241
 242         dprintk("NFS: %4d initiated read call (req %s/%Ld, %u bytes @ offset %Lu)\n",
 243                         data->task.tk_pid,
 244                         inode->i_sb->s_id,
 245                         (long long)NFS_FILEID(inode),
 246                         count,
 247                         (unsigned long long)data->args.offset);
 248 }
 249
 250 static void
 251 nfs_async_read_error(struct list_head *head)
 252 {
 253         struct nfs_page *req;
 254
 255         while (!list_empty(head)) {
 256                 req = nfs_list_entry(head->next);
 257                 nfs_list_remove_request(req);
 258                 SetPageError(req->wb_page);
 259                 nfs_readpage_release(req);
 260         }
 261 }
 262
 263 /*
 264  * Start an async read operation
 265  */
 266 static void nfs_execute_read(struct nfs_read_data *data)
 267 {
 268         struct rpc_clnt *clnt = NFS_CLIENT(data->inode);
 269         sigset_t oldset;
 270
 271         rpc_clnt_sigmask(clnt, &oldset);
 272         lock_kernel();
 273         rpc_execute(&data->task);
 274         unlock_kernel();
 275         rpc_clnt_sigunmask(clnt, &oldset);
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Generate multiple requests to fill a single page.
 280  *
 281  * We optimize to reduce the number of read operations on the wire.  If we
 282  * detect that we're reading a page, or an area of a page, that is past the
 283  * end of file, we do not generate NFS read operations but just clear the
 284  * parts of the page that would have come back zero from the server anyway.
 285  *
 286  * We rely on the cached value of i_size to make this determination; another
 287  * client can fill pages on the server past our cached end-of-file, but we
 288  * won't see the new data until our attribute cache is updated.  This is more
 289  * or less conventional NFS client behavior.
 290  */
 291 static int nfs_pagein_multi(struct list_head *head, struct inode *inode)
 292 {
 293         struct nfs_page *req = nfs_list_entry(head->next);
 294         struct page *page = req->wb_page;
 295         struct nfs_read_data *data;
 296         unsigned int rsize = NFS_SERVER(inode)->rsize;
 297         unsigned int nbytes, offset;
 298         int requests = 0;
 299         LIST_HEAD(list);
 300
 301         nfs_list_remove_request(req);
 302
 303         nbytes = req->wb_bytes;
 304         for(;;) {
 305                 data = nfs_readdata_alloc();
 306                 if (!data)
 307                         goto out_bad;
 308                 INIT_LIST_HEAD(&data->pages);
 309                 list_add(&data->pages, &list);
 310                 requests++;
 311                 if (nbytes <= rsize)
 312                         break;
 313                 nbytes -= rsize;
 314         }
 315         atomic_set(&req->wb_complete, requests);
 316
 317         ClearPageError(page);
 318         offset = 0;
 319         nbytes = req->wb_bytes;
 320         do {
 321                 data = list_entry(list.next, struct nfs_read_data, pages);
 322                 list_del_init(&data->pages);
 323
 324                 data->pagevec[0] = page;
 325                 data->complete = nfs_readpage_result_partial;
 326
 327                 if (nbytes > rsize) {
 328                         nfs_read_rpcsetup(req, data, rsize, offset);
 329                         offset += rsize;
 330                         nbytes -= rsize;
 331                 } else {
 332                         nfs_read_rpcsetup(req, data, nbytes, offset);
 333                         nbytes = 0;
 334                 }
 335                 nfs_execute_read(data);
 336         } while (nbytes != 0);
 337
 338         return 0;
 339
 340 out_bad:
 341         while (!list_empty(&list)) {
 342                 data = list_entry(list.next, struct nfs_read_data, pages);
 343                 list_del(&data->pages);
 344                 nfs_readdata_free(data);
 345         }
 346         SetPageError(page);
 347         nfs_readpage_release(req);
 348         return -ENOMEM;
 349 }
 350
 351 static int nfs_pagein_one(struct list_head *head, struct inode *inode)
 352 {
 353         struct nfs_page         *req;
 354         struct page             **pages;
 355         struct nfs_read_data    *data;
 356         unsigned int            count;
 357
 358         if (NFS_SERVER(inode)->rsize < PAGE_CACHE_SIZE)
 359                 return nfs_pagein_multi(head, inode);
 360
 361         data = nfs_readdata_alloc();
 362         if (!data)
 363                 goto out_bad;
 364
 365         INIT_LIST_HEAD(&data->pages);
 366         pages = data->pagevec;
 367         count = 0;
 368         while (!list_empty(head)) {
 369                 req = nfs_list_entry(head->next);
 370                 nfs_list_remove_request(req);
 371                 nfs_list_add_request(req, &data->pages);
 372                 ClearPageError(req->wb_page);
 373                 *pages++ = req->wb_page;
 374                 count += req->wb_bytes;
 375         }
 376         req = nfs_list_entry(data->pages.next);
 377
 378         data->complete = nfs_readpage_result_full;
 379         nfs_read_rpcsetup(req, data, count, 0);
 380
 381         nfs_execute_read(data);
 382         return 0;
 383 out_bad:
 384         nfs_async_read_error(head);
 385         return -ENOMEM;
 386 }
 387
 388 int
 389 nfs_pagein_list(struct list_head *head, int rpages)
 390 {
 391         LIST_HEAD(one_request);
 392         struct nfs_page         *req;
 393         int                     error = 0;
 394         unsigned int            pages = 0;
 395
 396         while (!list_empty(head)) {
 397                 pages += nfs_coalesce_requests(head, &one_request, rpages);
 398                 req = nfs_list_entry(one_request.next);
 399                 error = nfs_pagein_one(&one_request, req->wb_context->dentry->d_inode);
 400                 if (error < 0)
 401                         break;
 402         }
 403         if (error >= 0)
 404                 return pages;
 405
 406         nfs_async_read_error(head);
 407         return error;
 408 }
 409
 410 /*
 411  * Handle a read reply that fills part of a page.
 412  */
 413 static void nfs_readpage_result_partial(struct nfs_read_data *data, int status)
 414 {
 415         struct nfs_page *req = data->req;
 416         struct page *page = req->wb_page;
 417
 418         if (status >= 0) {
 419                 unsigned int request = data->args.count;
 420                 unsigned int result = data->res.count;
 421
 422                 if (result < request) {
 423                         memclear_highpage_flush(page,
 424                                                 data->args.pgbase + result,
 425                                                 request - result);
 426                 }
 427         } else
 428                 SetPageError(page);
 429
 430         if (atomic_dec_and_test(&req->wb_complete)) {
 431                 if (!PageError(page))
 432                         SetPageUptodate(page);
 433                 nfs_readpage_release(req);
 434         }
 435 }
 436
 437 /*
 438  * This is the callback from RPC telling us whether a reply was
 439  * received or some error occurred (timeout or socket shutdown).
 440  */
 441 static void nfs_readpage_result_full(struct nfs_read_data *data, int status)
 442 {
 443         unsigned int count = data->res.count;
 444
 445         while (!list_empty(&data->pages)) {
 446                 struct nfs_page *req = nfs_list_entry(data->pages.next);
 447                 struct page *page = req->wb_page;
 448                 nfs_list_remove_request(req);
 449
 450                 if (status >= 0) {
 451                         if (count < PAGE_CACHE_SIZE) {
 452                                 if (count < req->wb_bytes)
 453                                         memclear_highpage_flush(page,
 454                                                         req->wb_pgbase + count,
 455                                                         req->wb_bytes - count);
 456                                 count = 0;
 457                         } else
 458                                 count -= PAGE_CACHE_SIZE;
 459                         SetPageUptodate(page);
 460                 } else
 461                         SetPageError(page);
 462                 nfs_readpage_release(req);
 463         }
 464 }
 465
 466 /*
 467  * This is the callback from RPC telling us whether a reply was
 468  * received or some error occurred (timeout or socket shutdown).
 469  */
 470 void nfs_readpage_result(struct rpc_task *task)
 471 {
 472         struct nfs_read_data *data = (struct nfs_read_data *)task->tk_calldata;
 473         struct nfs_readargs *argp = &data->args;
 474         struct nfs_readres *resp = &data->res;
 475         int status = task->tk_status;
 476
 477         dprintk("NFS: %4d nfs_readpage_result, (status %d)\n",
 478                 task->tk_pid, status);
 479
 480         /* Is this a short read? */
 481         if (task->tk_status >= 0 && resp->count < argp->count && !resp->eof) {
 482                 /* Has the server at least made some progress? */
 483                 if (resp->count != 0) {
 484                         /* Yes, so retry the read at the end of the data */
 485                         argp->offset += resp->count;
 486                         argp->pgbase += resp->count;
 487                         argp->count -= resp->count;
 488                         rpc_restart_call(task);
 489                         return;
 490                 }
 491                 task->tk_status = -EIO;
 492         }
 493         NFS_FLAGS(data->inode) |= NFS_INO_INVALID_ATIME;
 494         data->complete(data, status);
 495 }
 496
 497 /*
 498  * Read a page over NFS.
 499  * We read the page synchronously in the following case:
 500  *  -   The error flag is set for this page. This happens only when a
 501  *      previous async read operation failed.
 502  */
 503 int nfs_readpage(struct file *file, struct page *page)
 504 {
 505         struct nfs_open_context *ctx;
 506         struct inode *inode = page->mapping->host;
 507         int             error;
 508
 509         dprintk("NFS: nfs_readpage (%p %ld@%lu)\n",
 510                 page, PAGE_CACHE_SIZE, page->index);
 511         /*
 512          * Try to flush any pending writes to the file..
 513          *
 514          * NOTE! Because we own the page lock, there cannot
 515          * be any new pending writes generated at this point
 516          * for this page (other pages can be written to).
 517          */
 518         error = nfs_wb_page(inode, page);
 519         if (error)
 520                 goto out_error;
 521
 522         if (file == NULL) {
 523                 ctx = nfs_find_open_context(inode, FMODE_READ);
 524                 if (ctx == NULL)
 525                         return -EBADF;
 526         } else
 527                 ctx = get_nfs_open_context((struct nfs_open_context *)
 528                                 file->private_data);
 529         if (!IS_SYNC(inode)) {
 530                 error = nfs_readpage_async(ctx, inode, page);
 531                 goto out;
 532         }
 533
 534         error = nfs_readpage_sync(ctx, inode, page);
 535         if (error < 0 && IS_SWAPFILE(inode))
 536                 printk("Aiee.. nfs swap-in of page failed!\n");
 537 out:
 538         put_nfs_open_context(ctx);
 539         return error;
 540
 541 out_error:
 542         unlock_page(page);
 543         return error;
 544 }
 545
 546 struct nfs_readdesc {
 547         struct list_head *head;
 548         struct nfs_open_context *ctx;
 549 };
 550
 551 static int
 552 readpage_async_filler(void *data, struct page *page)
 553 {
 554         struct nfs_readdesc *desc = (struct nfs_readdesc *)data;
 555         struct inode *inode = page->mapping->host;
 556         struct nfs_page *new;
 557         unsigned int len;
 558
 559         nfs_wb_page(inode, page);
 560         len = nfs_page_length(inode, page);
 561         if (len == 0)
 562                 return nfs_return_empty_page(page);
 563         new = nfs_create_request(desc->ctx, inode, page, 0, len);
 564         if (IS_ERR(new)) {
 565                         SetPageError(page);
 566                         unlock_page(page);
 567                         return PTR_ERR(new);
 568         }
 569         if (len < PAGE_CACHE_SIZE)
 570                 memclear_highpage_flush(page, len, PAGE_CACHE_SIZE - len);
 571         nfs_lock_request(new);
 572         nfs_list_add_request(new, desc->head);
 573         return 0;
 574 }
 575
 576 int nfs_readpages(struct file *filp, struct address_space *mapping,
 577                 struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 578 {
 579         LIST_HEAD(head);
 580         struct nfs_readdesc desc = {
 581                 .head           = &head,
 582         };
 583         struct inode *inode = mapping->host;
 584         struct nfs_server *server = NFS_SERVER(inode);
 585         int ret;
 586
 587         dprintk("NFS: nfs_readpages (%s/%Ld %d)\n",
 588                         inode->i_sb->s_id,
 589                         (long long)NFS_FILEID(inode),
 590                         nr_pages);
 591
 592         if (filp == NULL) {
 593                 desc.ctx = nfs_find_open_context(inode, FMODE_READ);
 594                 if (desc.ctx == NULL)
 595                         return -EBADF;
 596         } else
 597                 desc.ctx = get_nfs_open_context((struct nfs_open_context *)
 598                                 filp->private_data);
 599         ret = read_cache_pages(mapping, pages, readpage_async_filler, &desc);
 600         if (!list_empty(&head)) {
 601                 int err = nfs_pagein_list(&head, server->rpages);
 602                 if (!ret)
 603                         ret = err;
 604         }
 605         put_nfs_open_context(desc.ctx);
 606         return ret;
 607 }
 608
 609 int nfs_init_readpagecache(void)
 610 {
 611         nfs_rdata_cachep = kmem_cache_create("nfs_read_data",
 612                                              sizeof(struct nfs_read_data),
 613                                              0, SLAB_HWCACHE_ALIGN,
 614                                              NULL, NULL);
 615         if (nfs_rdata_cachep == NULL)
 616                 return -ENOMEM;
 617
 618         nfs_rdata_mempool = mempool_create(MIN_POOL_READ,
 619                                            mempool_alloc_slab,
 620                                            mempool_free_slab,
 621                                            nfs_rdata_cachep);
 622         if (nfs_rdata_mempool == NULL)
 623                 return -ENOMEM;
 624
 625         return 0;
 626 }
 627
 628 void nfs_destroy_readpagecache(void)
 629 {
 630         mempool_destroy(nfs_rdata_mempool);
 631         if (kmem_cache_destroy(nfs_rdata_cachep))
 632                 printk(KERN_INFO "nfs_read_data: not all structures were freed\n");
 633 }