// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/* Direct I/O support.
 *
 * Copyright (C) 2023 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
 * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
 */

#include <linux/export.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/pagemap.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/uio.h>
#include <linux/sched/mm.h>
#include <linux/task_io_accounting_ops.h>
#include <linux/netfs.h>
#include "internal.h"

static void netfs_prepare_dio_read_iterator(struct netfs_io_subrequest *subreq)
{
 struct netfs_io_request *rreq = subreq->rreq;
 size_t rsize;

 rsize = umin(subreq->len, rreq->io_streams[0].sreq_max_len);
 subreq->len = rsize;

 if (unlikely(rreq->io_streams[0].sreq_max_segs)) {
  size_t limit = netfs_limit_iter(&rreq->buffer.iter, 0, rsize,
      rreq->io_streams[0].sreq_max_segs);

  if (limit < rsize) {
   subreq->len = limit;
   trace_netfs_sreq(subreq, netfs_sreq_trace_limited);
  }
 }

 trace_netfs_sreq(subreq, netfs_sreq_trace_prepare);

 subreq->io_iter = rreq->buffer.iter;
 iov_iter_truncate(&subreq->io_iter, subreq->len);
 iov_iter_advance(&rreq->buffer.iter, subreq->len);
}

/*
 * Perform a read to a buffer from the server, slicing up the region to be read
 * according to the network rsize.
 */
static int netfs_dispatch_unbuffered_reads(struct netfs_io_request *rreq)
{
 struct netfs_io_stream *stream = &rreq->io_streams[0];
 unsigned long long start = rreq->start;
 ssize_t size = rreq->len;
 int ret = 0;

 do {
  struct netfs_io_subrequest *subreq;
  ssize_t slice;

  subreq = netfs_alloc_subrequest(rreq);
  if (!subreq) {
   ret = -ENOMEM;
   break;
  }

  subreq->source = NETFS_DOWNLOAD_FROM_SERVER;
  subreq->start = start;
  subreq->len = size;

  __set_bit(NETFS_SREQ_IN_PROGRESS, &subreq->flags);

  spin_lock(&rreq->lock);
  list_add_tail(&subreq->rreq_link, &stream->subrequests);
  if (list_is_first(&subreq->rreq_link, &stream->subrequests)) {
   stream->front = subreq;
   if (!stream->active) {
    stream->collected_to = stream->front->start;
    /* Store list pointers before active flag */
    smp_store_release(&stream->active, true);
   }
  }
  trace_netfs_sreq(subreq, netfs_sreq_trace_added);
  spin_unlock(&rreq->lock);

  netfs_stat(&netfs_n_rh_download);
  if (rreq->netfs_ops->prepare_read) {
   ret = rreq->netfs_ops->prepare_read(subreq);
   if (ret < 0) {
    netfs_put_subrequest(subreq, netfs_sreq_trace_put_cancel);
    break;
   }
  }

  netfs_prepare_dio_read_iterator(subreq);
  slice = subreq->len;
  size -= slice;
  start += slice;
  rreq->submitted += slice;
  if (size <= 0) {
   smp_wmb(); /* Write lists before ALL_QUEUED. */
   set_bit(NETFS_RREQ_ALL_QUEUED, &rreq->flags);
  }

  rreq->netfs_ops->issue_read(subreq);

  if (test_bit(NETFS_RREQ_PAUSE, &rreq->flags))
   netfs_wait_for_paused_read(rreq);
  if (test_bit(NETFS_RREQ_FAILED, &rreq->flags))
   break;
  cond_resched();
 } while (size > 0);

 if (unlikely(size > 0)) {
  smp_wmb(); /* Write lists before ALL_QUEUED. */
  set_bit(NETFS_RREQ_ALL_QUEUED, &rreq->flags);
  netfs_wake_collector(rreq);
 }

 return ret;
}

/*
 * Perform a read to an application buffer, bypassing the pagecache and the
 * local disk cache.
 */
static ssize_t netfs_unbuffered_read(struct netfs_io_request *rreq, bool sync)
{
 ssize_t ret;

 _enter("R=%x %llx-%llx",
        rreq->debug_id, rreq->start, rreq->start + rreq->len - 1);

 if (rreq->len == 0) {
  pr_err("Zero-sized read [R=%x]\n", rreq->debug_id);
  netfs_put_request(rreq, netfs_rreq_trace_put_discard);
  return -EIO;
 }

 // TODO: Use bounce buffer if requested

 inode_dio_begin(rreq->inode);

 ret = netfs_dispatch_unbuffered_reads(rreq);

 if (!rreq->submitted) {
  netfs_put_request(rreq, netfs_rreq_trace_put_no_submit);
  inode_dio_end(rreq->inode);
  ret = 0;
  goto out;
 }

 if (sync)
  ret = netfs_wait_for_read(rreq);
 else
  ret = -EIOCBQUEUED;
out:
 _leave(" = %zd", ret);
 return ret;
}

/**
 * netfs_unbuffered_read_iter_locked - Perform an unbuffered or direct I/O read
 * @iocb: The I/O control descriptor describing the read
 * @iter: The output buffer (also specifies read length)
 *
 * Perform an unbuffered I/O or direct I/O from the file in @iocb to the
 * output buffer.  No use is made of the pagecache.
 *
 * The caller must hold any appropriate locks.
 */
ssize_t netfs_unbuffered_read_iter_locked(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
{
 struct netfs_io_request *rreq;
 ssize_t ret;
 size_t orig_count = iov_iter_count(iter);
 bool sync = is_sync_kiocb(iocb);

 _enter("");

 if (!orig_count)
  return 0; /* Don't update atime */

 ret = kiocb_write_and_wait(iocb, orig_count);
 if (ret < 0)
  return ret;
 file_accessed(iocb->ki_filp);

 rreq = netfs_alloc_request(iocb->ki_filp->f_mapping, iocb->ki_filp,
       iocb->ki_pos, orig_count,
       iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT ?
       NETFS_DIO_READ : NETFS_UNBUFFERED_READ);
 if (IS_ERR(rreq))
  return PTR_ERR(rreq);

 netfs_stat(&netfs_n_rh_dio_read);
 trace_netfs_read(rreq, rreq->start, rreq->len, netfs_read_trace_dio_read);

 /* If this is an async op, we have to keep track of the destination
  * buffer for ourselves as the caller's iterator will be trashed when
  * we return.
  *
  * In such a case, extract an iterator to represent as much of the the
  * output buffer as we can manage.  Note that the extraction might not
  * be able to allocate a sufficiently large bvec array and may shorten
  * the request.
 */
 if (user_backed_iter(iter)) {
  ret = netfs_extract_user_iter(iter, rreq->len, &rreq->buffer.iter, 0);
  if (ret < 0)
   goto error_put;
  rreq->direct_bv = (struct bio_vec *)rreq->buffer.iter.bvec;
  rreq->direct_bv_count = ret;
  rreq->direct_bv_unpin = iov_iter_extract_will_pin(iter);
  rreq->len = iov_iter_count(&rreq->buffer.iter);
 } else {
  rreq->buffer.iter = *iter;
  rreq->len = orig_count;
  rreq->direct_bv_unpin = false;
  iov_iter_advance(iter, orig_count);
 }

 // TODO: Set up bounce buffer if needed

 if (!sync) {
  rreq->iocb = iocb;
  __set_bit(NETFS_RREQ_OFFLOAD_COLLECTION, &rreq->flags);
 }

 ret = netfs_unbuffered_read(rreq, sync);
 if (ret < 0)
  goto out; /* May be -EIOCBQUEUED */
 if (sync) {
  // TODO: Copy from bounce buffer
  iocb->ki_pos += rreq->transferred;
  ret = rreq->transferred;
 }

out:
 netfs_put_request(rreq, netfs_rreq_trace_put_return);
 if (ret > 0)
  orig_count -= ret;
 return ret;

error_put:
 netfs_put_failed_request(rreq);
 return ret;
}
EXPORT_SYMBOL(netfs_unbuffered_read_iter_locked);

/**
 * netfs_unbuffered_read_iter - Perform an unbuffered or direct I/O read
 * @iocb: The I/O control descriptor describing the read
 * @iter: The output buffer (also specifies read length)
 *
 * Perform an unbuffered I/O or direct I/O from the file in @iocb to the
 * output buffer.  No use is made of the pagecache.
 */
ssize_t netfs_unbuffered_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
{
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 ssize_t ret;

 if (!iter->count)
  return 0; /* Don't update atime */

 ret = netfs_start_io_direct(inode);
 if (ret == 0) {
  ret = netfs_unbuffered_read_iter_locked(iocb, iter);
  netfs_end_io_direct(inode);
 }
 return ret;
}
EXPORT_SYMBOL(netfs_unbuffered_read_iter);