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 [email protected]
   8  */
   9
  10 #include <linux/time.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/errno.h>
  13 #include <linux/fcntl.h>
  14 #include <linux/stat.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #include <linux/pagemap.h>
  18 #include <linux/sunrpc/clnt.h>
  19 #include <linux/nfs_fs.h>
  20 #include <linux/nfs_page.h>
  21
  22 #include <asm/system.h>
  23
  24 #include "nfs4_fs.h"
  25 #include "internal.h"
  26 #include "iostat.h"
  27 #include "fscache.h"
  28
  29 #define NFSDBG_FACILITY         NFSDBG_PAGECACHE
  30
  31 static int nfs_pagein_multi(struct inode *, struct list_head *, unsigned int, size_t, int);
  32 static int nfs_pagein_one(struct inode *, struct list_head *, unsigned int, size_t, int);
  33 static const struct rpc_call_ops nfs_read_partial_ops;
  34 static const struct rpc_call_ops nfs_read_full_ops;
  35
  36 static struct kmem_cache *nfs_rdata_cachep;
  37 static mempool_t *nfs_rdata_mempool;
  38
  39 #define MIN_POOL_READ   (32)
  40
  41 struct nfs_read_data *nfs_readdata_alloc(unsigned int pagecount)
  42 {
  43         struct nfs_read_data *p = mempool_alloc(nfs_rdata_mempool, GFP_NOFS);
  44
  45         if (p) {
  46                 memset(p, 0, sizeof(*p));
  47                 INIT_LIST_HEAD(&p->pages);
  48                 p->npages = pagecount;
  49                 p->res.seq_res.sr_slotid = NFS4_MAX_SLOT_TABLE;
  50                 if (pagecount <= ARRAY_SIZE(p->page_array))
  51                         p->pagevec = p->page_array;
  52                 else {
  53                         p->pagevec = kcalloc(pagecount, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
  54                         if (!p->pagevec) {
  55                                 mempool_free(p, nfs_rdata_mempool);
  56                                 p = NULL;
  57                         }
  58                 }
  59         }
  60         return p;
  61 }
  62
  63 void nfs_readdata_free(struct nfs_read_data *p)
  64 {
  65         if (p && (p->pagevec != &p->page_array[0]))
  66                 kfree(p->pagevec);
  67         mempool_free(p, nfs_rdata_mempool);
  68 }
  69
  70 static void nfs_readdata_release(struct nfs_read_data *rdata)
  71 {
  72         put_nfs_open_context(rdata->args.context);
  73         nfs_readdata_free(rdata);
  74 }
  75
  76 static
  77 int nfs_return_empty_page(struct page *page)
  78 {
  79         zero_user(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
  80         SetPageUptodate(page);
  81         unlock_page(page);
  82         return 0;
  83 }
  84
  85 static void nfs_readpage_truncate_uninitialised_page(struct nfs_read_data *data)
  86 {
  87         unsigned int remainder = data->args.count - data->res.count;
  88         unsigned int base = data->args.pgbase + data->res.count;
  89         unsigned int pglen;
  90         struct page **pages;
  91
  92         if (data->res.eof == 0 || remainder == 0)
  93                 return;
  94         /*
  95          * Note: "remainder" can never be negative, since we check for
  96          *      this in the XDR code.
  97          */
  98         pages = &data->args.pages[base >> PAGE_CACHE_SHIFT];
  99         base &= ~PAGE_CACHE_MASK;
 100         pglen = PAGE_CACHE_SIZE - base;
 101         for (;;) {
 102                 if (remainder <= pglen) {
 103                         zero_user(*pages, base, remainder);
 104                         break;
 105                 }
 106                 zero_user(*pages, base, pglen);
 107                 pages++;
 108                 remainder -= pglen;
 109                 pglen = PAGE_CACHE_SIZE;
 110                 base = 0;
 111         }
 112 }
 113
 114 int nfs_readpage_async(struct nfs_open_context *ctx, struct inode *inode,
 115                        struct page *page)
 116 {
 117         LIST_HEAD(one_request);
 118         struct nfs_page *new;
 119         unsigned int len;
 120
 121         len = nfs_page_length(page);
 122         if (len == 0)
 123                 return nfs_return_empty_page(page);
 124         new = nfs_create_request(ctx, inode, page, 0, len);
 125         if (IS_ERR(new)) {
 126                 unlock_page(page);
 127                 return PTR_ERR(new);
 128         }
 129         if (len < PAGE_CACHE_SIZE)
 130                 zero_user_segment(page, len, PAGE_CACHE_SIZE);
 131
 132         nfs_list_add_request(new, &one_request);
 133         if (NFS_SERVER(inode)->rsize < PAGE_CACHE_SIZE)
 134                 nfs_pagein_multi(inode, &one_request, 1, len, 0);
 135         else
 136                 nfs_pagein_one(inode, &one_request, 1, len, 0);
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 static void nfs_readpage_release(struct nfs_page *req)
 141 {
 142         struct inode *d_inode = req->wb_context->path.dentry->d_inode;
 143
 144         if (PageUptodate(req->wb_page))
 145                 nfs_readpage_to_fscache(d_inode, req->wb_page, 0);
 146
 147         unlock_page(req->wb_page);
 148
 149         dprintk("NFS: read done (%s/%Ld %d@%Ld)\n",
 150                         req->wb_context->path.dentry->d_inode->i_sb->s_id,
 151                         (long long)NFS_FILEID(req->wb_context->path.dentry->d_inode),
 152                         req->wb_bytes,
 153                         (long long)req_offset(req));
 154         nfs_clear_request(req);
 155         nfs_release_request(req);
 156 }
 157
 158 /*
 159  * Set up the NFS read request struct
 160  */
 161 static int nfs_read_rpcsetup(struct nfs_page *req, struct nfs_read_data *data,
 162                 const struct rpc_call_ops *call_ops,
 163                 unsigned int count, unsigned int offset)
 164 {
 165         struct inode *inode = req->wb_context->path.dentry->d_inode;
 166         int swap_flags = IS_SWAPFILE(inode) ? NFS_RPC_SWAPFLAGS : 0;
 167         struct rpc_task *task;
 168         struct rpc_message msg = {
 169                 .rpc_argp = &data->args,
 170                 .rpc_resp = &data->res,
 171                 .rpc_cred = req->wb_context->cred,
 172         };
 173         struct rpc_task_setup task_setup_data = {
 174                 .task = &data->task,
 175                 .rpc_client = NFS_CLIENT(inode),
 176                 .rpc_message = &msg,
 177                 .callback_ops = call_ops,
 178                 .callback_data = data,
 179                 .workqueue = nfsiod_workqueue,
 180                 .flags = RPC_TASK_ASYNC | swap_flags,
 181         };
 182
 183         data->req         = req;
 184         data->inode       = inode;
 185         data->cred        = msg.rpc_cred;
 186
 187         data->args.fh     = NFS_FH(inode);
 188         data->args.offset = req_offset(req) + offset;
 189         data->args.pgbase = req->wb_pgbase + offset;
 190         data->args.pages  = data->pagevec;
 191         data->args.count  = count;
 192         data->args.context = get_nfs_open_context(req->wb_context);
 193
 194         data->res.fattr   = &data->fattr;
 195         data->res.count   = count;
 196         data->res.eof     = 0;
 197         nfs_fattr_init(&data->fattr);
 198
 199         /* Set up the initial task struct. */
 200         NFS_PROTO(inode)->read_setup(data, &msg);
 201
 202         dprintk("NFS: %5u initiated read call (req %s/%Ld, %u bytes @ offset %Lu)\n",
 203                         data->task.tk_pid,
 204                         inode->i_sb->s_id,
 205                         (long long)NFS_FILEID(inode),
 206                         count,
 207                         (unsigned long long)data->args.offset);
 208
 209         task = rpc_run_task(&task_setup_data);
 210         if (IS_ERR(task))
 211                 return PTR_ERR(task);
 212         rpc_put_task(task);
 213         return 0;
 214 }
 215
 216 static void
 217 nfs_async_read_error(struct list_head *head)
 218 {
 219         struct nfs_page *req;
 220
 221         while (!list_empty(head)) {
 222                 req = nfs_list_entry(head->next);
 223                 nfs_list_remove_request(req);
 224                 SetPageError(req->wb_page);
 225                 nfs_readpage_release(req);
 226         }
 227 }
 228
 229 /*
 230  * Generate multiple requests to fill a single page.
 231  *
 232  * We optimize to reduce the number of read operations on the wire.  If we
 233  * detect that we're reading a page, or an area of a page, that is past the
 234  * end of file, we do not generate NFS read operations but just clear the
 235  * parts of the page that would have come back zero from the server anyway.
 236  *
 237  * We rely on the cached value of i_size to make this determination; another
 238  * client can fill pages on the server past our cached end-of-file, but we
 239  * won't see the new data until our attribute cache is updated.  This is more
 240  * or less conventional NFS client behavior.
 241  */
 242 static int nfs_pagein_multi(struct inode *inode, struct list_head *head, unsigned int npages, size_t count, int flags)
 243 {
 244         struct nfs_page *req = nfs_list_entry(head->next);
 245         struct page *page = req->wb_page;
 246         struct nfs_read_data *data;
 247         size_t rsize = NFS_SERVER(inode)->rsize, nbytes;
 248         unsigned int offset;
 249         int requests = 0;
 250         int ret = 0;
 251         LIST_HEAD(list);
 252
 253         nfs_list_remove_request(req);
 254
 255         nbytes = count;
 256         do {
 257                 size_t len = min(nbytes,rsize);
 258
 259                 data = nfs_readdata_alloc(1);
 260                 if (!data)
 261                         goto out_bad;
 262                 list_add(&data->pages, &list);
 263                 requests++;
 264                 nbytes -= len;
 265         } while(nbytes != 0);
 266         atomic_set(&req->wb_complete, requests);
 267
 268         ClearPageError(page);
 269         offset = 0;
 270         nbytes = count;
 271         do {
 272                 int ret2;
 273
 274                 data = list_entry(list.next, struct nfs_read_data, pages);
 275                 list_del_init(&data->pages);
 276
 277                 data->pagevec[0] = page;
 278
 279                 if (nbytes < rsize)
 280                         rsize = nbytes;
 281                 ret2 = nfs_read_rpcsetup(req, data, &nfs_read_partial_ops,
 282                                   rsize, offset);
 283                 if (ret == 0)
 284                         ret = ret2;
 285                 offset += rsize;
 286                 nbytes -= rsize;
 287         } while (nbytes != 0);
 288
 289         return ret;
 290
 291 out_bad:
 292         while (!list_empty(&list)) {
 293                 data = list_entry(list.next, struct nfs_read_data, pages);
 294                 list_del(&data->pages);
 295                 nfs_readdata_free(data);
 296         }
 297         SetPageError(page);
 298         nfs_readpage_release(req);
 299         return -ENOMEM;
 300 }
 301
 302 static int nfs_pagein_one(struct inode *inode, struct list_head *head, unsigned int npages, size_t count, int flags)
 303 {
 304         struct nfs_page         *req;
 305         struct page             **pages;
 306         struct nfs_read_data    *data;
 307         int ret = -ENOMEM;
 308
 309         data = nfs_readdata_alloc(npages);
 310         if (!data)
 311                 goto out_bad;
 312
 313         pages = data->pagevec;
 314         while (!list_empty(head)) {
 315                 req = nfs_list_entry(head->next);
 316                 nfs_list_remove_request(req);
 317                 nfs_list_add_request(req, &data->pages);
 318                 ClearPageError(req->wb_page);
 319                 *pages++ = req->wb_page;
 320         }
 321         req = nfs_list_entry(data->pages.next);
 322
 323         return nfs_read_rpcsetup(req, data, &nfs_read_full_ops, count, 0);
 324 out_bad:
 325         nfs_async_read_error(head);
 326         return ret;
 327 }
 328
 329 /*
 330  * This is the callback from RPC telling us whether a reply was
 331  * received or some error occurred (timeout or socket shutdown).
 332  */
 333 int nfs_readpage_result(struct rpc_task *task, struct nfs_read_data *data)
 334 {
 335         int status;
 336
 337         dprintk("NFS: %s: %5u, (status %d)\n", __func__, task->tk_pid,
 338                         task->tk_status);
 339
 340         status = NFS_PROTO(data->inode)->read_done(task, data);
 341         if (status != 0)
 342                 return status;
 343
 344         nfs_add_stats(data->inode, NFSIOS_SERVERREADBYTES, data->res.count);
 345
 346         if (task->tk_status == -ESTALE) {
 347                 set_bit(NFS_INO_STALE, &NFS_I(data->inode)->flags);
 348                 nfs_mark_for_revalidate(data->inode);
 349         }
 350         return 0;
 351 }
 352
 353 static void nfs_readpage_retry(struct rpc_task *task, struct nfs_read_data *data)
 354 {
 355         struct nfs_readargs *argp = &data->args;
 356         struct nfs_readres *resp = &data->res;
 357
 358         if (resp->eof || resp->count == argp->count)
 359                 goto out;
 360
 361         /* This is a short read! */
 362         nfs_inc_stats(data->inode, NFSIOS_SHORTREAD);
 363         /* Has the server at least made some progress? */
 364         if (resp->count == 0)
 365                 goto out;
 366
 367         /* Yes, so retry the read at the end of the data */
 368         argp->offset += resp->count;
 369         argp->pgbase += resp->count;
 370         argp->count -= resp->count;
 371         nfs4_restart_rpc(task, NFS_SERVER(data->inode)->nfs_client);
 372         return;
 373 out:
 374         nfs4_sequence_free_slot(NFS_SERVER(data->inode)->nfs_client,
 375                                 &data->res.seq_res);
 376         return;
 377
 378 }
 379
 380 /*
 381  * Handle a read reply that fills part of a page.
 382  */
 383 static void nfs_readpage_result_partial(struct rpc_task *task, void *calldata)
 384 {
 385         struct nfs_read_data *data = calldata;
 386
 387         if (nfs_readpage_result(task, data) != 0)
 388                 return;
 389         if (task->tk_status < 0)
 390                 return;
 391
 392         nfs_readpage_truncate_uninitialised_page(data);
 393         nfs_readpage_retry(task, data);
 394 }
 395
 396 static void nfs_readpage_release_partial(void *calldata)
 397 {
 398         struct nfs_read_data *data = calldata;
 399         struct nfs_page *req = data->req;
 400         struct page *page = req->wb_page;
 401         int status = data->task.tk_status;
 402
 403         if (status < 0)
 404                 SetPageError(page);
 405
 406         if (atomic_dec_and_test(&req->wb_complete)) {
 407                 if (!PageError(page))
 408                         SetPageUptodate(page);
 409                 nfs_readpage_release(req);
 410         }
 411         nfs_readdata_release(calldata);
 412 }
 413
 414 #if defined(CONFIG_NFS_V4_1)
 415 void nfs_read_prepare(struct rpc_task *task, void *calldata)
 416 {
 417         struct nfs_read_data *data = calldata;
 418
 419         if (nfs4_setup_sequence(NFS_SERVER(data->inode)->nfs_client,
 420                                 &data->args.seq_args, &data->res.seq_res,
 421                                 0, task))
 422                 return;
 423         rpc_call_start(task);
 424 }
 425 #endif /* CONFIG_NFS_V4_1 */
 426
 427 static const struct rpc_call_ops nfs_read_partial_ops = {
 428 #if defined(CONFIG_NFS_V4_1)
 429         .rpc_call_prepare = nfs_read_prepare,
 430 #endif /* CONFIG_NFS_V4_1 */
 431         .rpc_call_done = nfs_readpage_result_partial,
 432         .rpc_release = nfs_readpage_release_partial,
 433 };
 434
 435 static void nfs_readpage_set_pages_uptodate(struct nfs_read_data *data)
 436 {
 437         unsigned int count = data->res.count;
 438         unsigned int base = data->args.pgbase;
 439         struct page **pages;
 440
 441         if (data->res.eof)
 442                 count = data->args.count;
 443         if (unlikely(count == 0))
 444                 return;
 445         pages = &data->args.pages[base >> PAGE_CACHE_SHIFT];
 446         base &= ~PAGE_CACHE_MASK;
 447         count += base;
 448         for (;count >= PAGE_CACHE_SIZE; count -= PAGE_CACHE_SIZE, pages++)
 449                 SetPageUptodate(*pages);
 450         if (count == 0)
 451                 return;
 452         /* Was this a short read? */
 453         if (data->res.eof || data->res.count == data->args.count)
 454                 SetPageUptodate(*pages);
 455 }
 456
 457 /*
 458  * This is the callback from RPC telling us whether a reply was
 459  * received or some error occurred (timeout or socket shutdown).
 460  */
 461 static void nfs_readpage_result_full(struct rpc_task *task, void *calldata)
 462 {
 463         struct nfs_read_data *data = calldata;
 464
 465         if (nfs_readpage_result(task, data) != 0)
 466                 return;
 467         if (task->tk_status < 0)
 468                 return;
 469         /*
 470          * Note: nfs_readpage_retry may change the values of
 471          * data->args. In the multi-page case, we therefore need
 472          * to ensure that we call nfs_readpage_set_pages_uptodate()
 473          * first.
 474          */
 475         nfs_readpage_truncate_uninitialised_page(data);
 476         nfs_readpage_set_pages_uptodate(data);
 477         nfs_readpage_retry(task, data);
 478 }
 479
 480 static void nfs_readpage_release_full(void *calldata)
 481 {
 482         struct nfs_read_data *data = calldata;
 483
 484         while (!list_empty(&data->pages)) {
 485                 struct nfs_page *req = nfs_list_entry(data->pages.next);
 486
 487                 nfs_list_remove_request(req);
 488                 nfs_readpage_release(req);
 489         }
 490         nfs_readdata_release(calldata);
 491 }
 492
 493 static const struct rpc_call_ops nfs_read_full_ops = {
 494 #if defined(CONFIG_NFS_V4_1)
 495         .rpc_call_prepare = nfs_read_prepare,
 496 #endif /* CONFIG_NFS_V4_1 */
 497         .rpc_call_done = nfs_readpage_result_full,
 498         .rpc_release = nfs_readpage_release_full,
 499 };
 500
 501 /*
 502  * Read a page over NFS.
 503  * We read the page synchronously in the following case:
 504  *  -   The error flag is set for this page. This happens only when a
 505  *      previous async read operation failed.
 506  */
 507 int nfs_readpage(struct file *file, struct page *page)
 508 {
 509         struct nfs_open_context *ctx;
 510         struct inode *inode = page->mapping->host;
 511         int             error;
 512
 513         dprintk("NFS: nfs_readpage (%p %ld@%lu)\n",
 514                 page, PAGE_CACHE_SIZE, page->index);
 515         nfs_inc_stats(inode, NFSIOS_VFSREADPAGE);
 516         nfs_add_stats(inode, NFSIOS_READPAGES, 1);
 517
 518         /*
 519          * Try to flush any pending writes to the file..
 520          *
 521          * NOTE! Because we own the page lock, there cannot
 522          * be any new pending writes generated at this point
 523          * for this page (other pages can be written to).
 524          */
 525         error = nfs_wb_page(inode, page);
 526         if (error)
 527                 goto out_unlock;
 528         if (PageUptodate(page))
 529                 goto out_unlock;
 530
 531         error = -ESTALE;
 532         if (NFS_STALE(inode))
 533                 goto out_unlock;
 534
 535         if (file == NULL) {
 536                 error = -EBADF;
 537                 ctx = nfs_find_open_context(inode, NULL, FMODE_READ);
 538                 if (ctx == NULL)
 539                         goto out_unlock;
 540         } else
 541                 ctx = get_nfs_open_context(nfs_file_open_context(file));
 542
 543         if (!IS_SYNC(inode)) {
 544                 error = nfs_readpage_from_fscache(ctx, inode, page);
 545                 if (error == 0)
 546                         goto out;
 547         }
 548
 549         error = nfs_readpage_async(ctx, inode, page);
 550
 551 out:
 552         put_nfs_open_context(ctx);
 553         return error;
 554 out_unlock:
 555         unlock_page(page);
 556         return error;
 557 }
 558
 559 struct nfs_readdesc {
 560         struct nfs_pageio_descriptor *pgio;
 561         struct nfs_open_context *ctx;
 562 };
 563
 564 static int
 565 readpage_async_filler(void *data, struct page *page)
 566 {
 567         struct nfs_readdesc *desc = (struct nfs_readdesc *)data;
 568         struct inode *inode = page->mapping->host;
 569         struct nfs_page *new;
 570         unsigned int len;
 571         int error;
 572
 573         len = nfs_page_length(page);
 574         if (len == 0)
 575                 return nfs_return_empty_page(page);
 576
 577         new = nfs_create_request(desc->ctx, inode, page, 0, len);
 578         if (IS_ERR(new))
 579                 goto out_error;
 580
 581         if (len < PAGE_CACHE_SIZE)
 582                 zero_user_segment(page, len, PAGE_CACHE_SIZE);
 583         if (!nfs_pageio_add_request(desc->pgio, new)) {
 584                 error = desc->pgio->pg_error;
 585                 goto out_unlock;
 586         }
 587         return 0;
 588 out_error:
 589         error = PTR_ERR(new);
 590         SetPageError(page);
 591 out_unlock:
 592         unlock_page(page);
 593         return error;
 594 }
 595
 596 int nfs_readpages(struct file *filp, struct address_space *mapping,
 597                 struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 598 {
 599         struct nfs_pageio_descriptor pgio;
 600         struct nfs_readdesc desc = {
 601                 .pgio = &pgio,
 602         };
 603         struct inode *inode = mapping->host;
 604         struct nfs_server *server = NFS_SERVER(inode);
 605         size_t rsize = server->rsize;
 606         unsigned long npages;
 607         int ret = -ESTALE;
 608
 609         dprintk("NFS: nfs_readpages (%s/%Ld %d)\n",
 610                         inode->i_sb->s_id,
 611                         (long long)NFS_FILEID(inode),
 612                         nr_pages);
 613         nfs_inc_stats(inode, NFSIOS_VFSREADPAGES);
 614
 615         if (NFS_STALE(inode))
 616                 goto out;
 617
 618         if (filp == NULL) {
 619                 desc.ctx = nfs_find_open_context(inode, NULL, FMODE_READ);
 620                 if (desc.ctx == NULL)
 621                         return -EBADF;
 622         } else
 623                 desc.ctx = get_nfs_open_context(nfs_file_open_context(filp));
 624
 625         /* attempt to read as many of the pages as possible from the cache
 626          * - this returns -ENOBUFS immediately if the cookie is negative
 627          */
 628         ret = nfs_readpages_from_fscache(desc.ctx, inode, mapping,
 629                                          pages, &nr_pages);
 630         if (ret == 0)
 631                 goto read_complete; /* all pages were read */
 632
 633         if (rsize < PAGE_CACHE_SIZE)
 634                 nfs_pageio_init(&pgio, inode, nfs_pagein_multi, rsize, 0);
 635         else
 636                 nfs_pageio_init(&pgio, inode, nfs_pagein_one, rsize, 0);
 637
 638         ret = read_cache_pages(mapping, pages, readpage_async_filler, &desc);
 639
 640         nfs_pageio_complete(&pgio);
 641         npages = (pgio.pg_bytes_written + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 642         nfs_add_stats(inode, NFSIOS_READPAGES, npages);
 643 read_complete:
 644         put_nfs_open_context(desc.ctx);
 645 out:
 646         return ret;
 647 }
 648
 649 int __init nfs_init_readpagecache(void)
 650 {
 651         nfs_rdata_cachep = kmem_cache_create("nfs_read_data",
 652                                              sizeof(struct nfs_read_data),
 653                                              0, SLAB_HWCACHE_ALIGN,
 654                                              NULL);
 655         if (nfs_rdata_cachep == NULL)
 656                 return -ENOMEM;
 657
 658         nfs_rdata_mempool = mempool_create_slab_pool(MIN_POOL_READ,
 659                                                      nfs_rdata_cachep);
 660         if (nfs_rdata_mempool == NULL)
 661                 return -ENOMEM;
 662
 663         return 0;
 664 }
 665
 666 void nfs_destroy_readpagecache(void)
 667 {
 668         mempool_destroy(nfs_rdata_mempool);
 669         kmem_cache_destroy(nfs_rdata_cachep);
 670 }