fs/xfs/xfs_buf.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18 #include "xfs.h"
  19 #include <linux/stddef.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/gfp.h>
  22 #include <linux/pagemap.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/bio.h>
  26 #include <linux/sysctl.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/workqueue.h>
  29 #include <linux/percpu.h>
  30 #include <linux/blkdev.h>
  31 #include <linux/hash.h>
  32 #include <linux/kthread.h>
  33 #include <linux/migrate.h>
  34 #include <linux/backing-dev.h>
  35 #include <linux/freezer.h>
  36
  37 #include "xfs_log_format.h"
  38 #include "xfs_trans_resv.h"
  39 #include "xfs_sb.h"
  40 #include "xfs_ag.h"
  41 #include "xfs_mount.h"
  42 #include "xfs_trace.h"
  43 #include "xfs_log.h"
  44
  45 static kmem_zone_t *xfs_buf_zone;
  46
  47 static struct workqueue_struct *xfslogd_workqueue;
  48
  49 #ifdef XFS_BUF_LOCK_TRACKING
  50 # define XB_SET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder = current->pid)
  51 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     ((bp)->b_last_holder = -1)
  52 # define XB_GET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder)
  53 #else
  54 # define XB_SET_OWNER(bp)       do { } while (0)
  55 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     do { } while (0)
  56 # define XB_GET_OWNER(bp)       do { } while (0)
  57 #endif
  58
  59 #define xb_to_gfp(flags) \
  60         ((((flags) & XBF_READ_AHEAD) ? __GFP_NORETRY : GFP_NOFS) | __GFP_NOWARN)
  61
  62
  63 static inline int
  64 xfs_buf_is_vmapped(
  65         struct xfs_buf  *bp)
  66 {
  67         /*
  68          * Return true if the buffer is vmapped.
  69          *
  70          * b_addr is null if the buffer is not mapped, but the code is clever
  71          * enough to know it doesn't have to map a single page, so the check has
  72          * to be both for b_addr and bp->b_page_count > 1.
  73          */
  74         return bp->b_addr && bp->b_page_count > 1;
  75 }
  76
  77 static inline int
  78 xfs_buf_vmap_len(
  79         struct xfs_buf  *bp)
  80 {
  81         return (bp->b_page_count * PAGE_SIZE) - bp->b_offset;
  82 }
  83
  84 /*
  85  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
  86  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
  87  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
  88  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
  89  *
  90  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
  91  */
  92 void
  93 xfs_buf_stale(
  94         struct xfs_buf  *bp)
  95 {
  96         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
  97
  98         bp->b_flags |= XBF_STALE;
  99
 100         /*
 101          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
 102          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
 103          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
 104          */
 105         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
 106
 107         spin_lock(&bp->b_lock);
 108         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
 109         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE) &&
 110             (list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)))
 111                 atomic_dec(&bp->b_hold);
 112
 113         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
 114         spin_unlock(&bp->b_lock);
 115 }
 116
 117 static int
 118 xfs_buf_get_maps(
 119         struct xfs_buf          *bp,
 120         int                     map_count)
 121 {
 122         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
 123         bp->b_map_count = map_count;
 124
 125         if (map_count == 1) {
 126                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
 127                 return 0;
 128         }
 129
 130         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
 131                                 KM_NOFS);
 132         if (!bp->b_maps)
 133                 return ENOMEM;
 134         return 0;
 135 }
 136
 137 /*
 138  *      Frees b_pages if it was allocated.
 139  */
 140 static void
 141 xfs_buf_free_maps(
 142         struct xfs_buf  *bp)
 143 {
 144         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
 145                 kmem_free(bp->b_maps);
 146                 bp->b_maps = NULL;
 147         }
 148 }
 149
 150 struct xfs_buf *
 151 _xfs_buf_alloc(
 152         struct xfs_buftarg      *target,
 153         struct xfs_buf_map      *map,
 154         int                     nmaps,
 155         xfs_buf_flags_t         flags)
 156 {
 157         struct xfs_buf          *bp;
 158         int                     error;
 159         int                     i;
 160
 161         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
 162         if (unlikely(!bp))
 163                 return NULL;
 164
 165         /*
 166          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
 167          * specifically set by later operations on the buffer.
 168          */
 169         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 170
 171         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
 172         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
 173         init_completion(&bp->b_iowait);
 174         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
 175         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
 176         RB_CLEAR_NODE(&bp->b_rbnode);
 177         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
 178         spin_lock_init(&bp->b_lock);
 179         XB_SET_OWNER(bp);
 180         bp->b_target = target;
 181         bp->b_flags = flags;
 182
 183         /*
 184          * Set length and io_length to the same value initially.
 185          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
 186          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
 187          */
 188         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
 189         if (error)  {
 190                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 191                 return NULL;
 192         }
 193
 194         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
 195         bp->b_length = 0;
 196         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
 197                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
 198                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
 199                 bp->b_length += map[i].bm_len;
 200         }
 201         bp->b_io_length = bp->b_length;
 202
 203         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
 204         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
 205
 206         XFS_STATS_INC(xb_create);
 207         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
 208
 209         return bp;
 210 }
 211
 212 /*
 213  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
 214  *      of pages, and point the page buf at it.
 215  */
 216 STATIC int
 217 _xfs_buf_get_pages(
 218         xfs_buf_t               *bp,
 219         int                     page_count,
 220         xfs_buf_flags_t         flags)
 221 {
 222         /* Make sure that we have a page list */
 223         if (bp->b_pages == NULL) {
 224                 bp->b_page_count = page_count;
 225                 if (page_count <= XB_PAGES) {
 226                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
 227                 } else {
 228                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
 229                                                  page_count, KM_NOFS);
 230                         if (bp->b_pages == NULL)
 231                                 return -ENOMEM;
 232                 }
 233                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
 234         }
 235         return 0;
 236 }
 237
 238 /*
 239  *      Frees b_pages if it was allocated.
 240  */
 241 STATIC void
 242 _xfs_buf_free_pages(
 243         xfs_buf_t       *bp)
 244 {
 245         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
 246                 kmem_free(bp->b_pages);
 247                 bp->b_pages = NULL;
 248         }
 249 }
 250
 251 /*
 252  *      Releases the specified buffer.
 253  *
 254  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
 255  *      The buffer must not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
 256  *      hashed and refcounted buffers
 257  */
 258 void
 259 xfs_buf_free(
 260         xfs_buf_t               *bp)
 261 {
 262         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
 263
 264         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 265
 266         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
 267                 uint            i;
 268
 269                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
 270                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
 271                                         bp->b_page_count);
 272
 273                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 274                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
 275
 276                         __free_page(page);
 277                 }
 278         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
 279                 kmem_free(bp->b_addr);
 280         _xfs_buf_free_pages(bp);
 281         xfs_buf_free_maps(bp);
 282         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
 287  */
 288 STATIC int
 289 xfs_buf_allocate_memory(
 290         xfs_buf_t               *bp,
 291         uint                    flags)
 292 {
 293         size_t                  size;
 294         size_t                  nbytes, offset;
 295         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
 296         unsigned short          page_count, i;
 297         xfs_off_t               start, end;
 298         int                     error;
 299
 300         /*
 301          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
 302          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
 303          * page arrays to keep allocation down to order 0.
 304          */
 305         size = BBTOB(bp->b_length);
 306         if (size < PAGE_SIZE) {
 307                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
 308                 if (!bp->b_addr) {
 309                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
 310                         goto use_alloc_page;
 311                 }
 312
 313                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
 314                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
 315                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
 316                         kmem_free(bp->b_addr);
 317                         bp->b_addr = NULL;
 318                         goto use_alloc_page;
 319                 }
 320                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
 321                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
 322                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
 323                 bp->b_page_count = 1;
 324                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
 325                 return 0;
 326         }
 327
 328 use_alloc_page:
 329         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
 330         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
 331                                                                 >> PAGE_SHIFT;
 332         page_count = end - start;
 333         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, flags);
 334         if (unlikely(error))
 335                 return error;
 336
 337         offset = bp->b_offset;
 338         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 339
 340         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 341                 struct page     *page;
 342                 uint            retries = 0;
 343 retry:
 344                 page = alloc_page(gfp_mask);
 345                 if (unlikely(page == NULL)) {
 346                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
 347                                 bp->b_page_count = i;
 348                                 error = ENOMEM;
 349                                 goto out_free_pages;
 350                         }
 351
 352                         /*
 353                          * This could deadlock.
 354                          *
 355                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
 356                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
 357                          */
 358                         if (!(++retries % 100))
 359                                 xfs_err(NULL,
 360                 "possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
 361                                         __func__, gfp_mask);
 362
 363                         XFS_STATS_INC(xb_page_retries);
 364                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
 365                         goto retry;
 366                 }
 367
 368                 XFS_STATS_INC(xb_page_found);
 369
 370                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
 371                 size -= nbytes;
 372                 bp->b_pages[i] = page;
 373                 offset = 0;
 374         }
 375         return 0;
 376
 377 out_free_pages:
 378         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
 379                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 380         return error;
 381 }
 382
 383 /*
 384  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
 385  */
 386 STATIC int
 387 _xfs_buf_map_pages(
 388         xfs_buf_t               *bp,
 389         uint                    flags)
 390 {
 391         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
 392         if (bp->b_page_count == 1) {
 393                 /* A single page buffer is always mappable */
 394                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
 395         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
 396                 bp->b_addr = NULL;
 397         } else {
 398                 int retried = 0;
 399                 unsigned noio_flag;
 400
 401                 /*
 402                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
 403                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
 404                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
 405                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOIO to prevent
 406                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
 407                  * potentially deadlocking.
 408                  */
 409                 noio_flag = memalloc_noio_save();
 410                 do {
 411                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
 412                                                 -1, PAGE_KERNEL);
 413                         if (bp->b_addr)
 414                                 break;
 415                         vm_unmap_aliases();
 416                 } while (retried++ <= 1);
 417                 memalloc_noio_restore(noio_flag);
 418
 419                 if (!bp->b_addr)
 420                         return -ENOMEM;
 421                 bp->b_addr += bp->b_offset;
 422         }
 423
 424         return 0;
 425 }
 426
 427 /*
 428  *      Finding and Reading Buffers
 429  */
 430
 431 /*
 432  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
 433  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
 434  *      locked. No I/O is implied by this call.
 435  */
 436 xfs_buf_t *
 437 _xfs_buf_find(
 438         struct xfs_buftarg      *btp,
 439         struct xfs_buf_map      *map,
 440         int                     nmaps,
 441         xfs_buf_flags_t         flags,
 442         xfs_buf_t               *new_bp)
 443 {
 444         size_t                  numbytes;
 445         struct xfs_perag        *pag;
 446         struct rb_node          **rbp;
 447         struct rb_node          *parent;
 448         xfs_buf_t               *bp;
 449         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
 450         xfs_daddr_t             eofs;
 451         int                     numblks = 0;
 452         int                     i;
 453
 454         for (i = 0; i < nmaps; i++)
 455                 numblks += map[i].bm_len;
 456         numbytes = BBTOB(numblks);
 457
 458         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
 459         ASSERT(!(numbytes < btp->bt_meta_sectorsize));
 460         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
 461
 462         /*
 463          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
 464          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
 465          */
 466         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
 467         if (blkno >= eofs) {
 468                 /*
 469                  * XXX (dgc): we should really be returning EFSCORRUPTED here,
 470                  * but none of the higher level infrastructure supports
 471                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
 472                  */
 473                 xfs_alert(btp->bt_mount,
 474                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
 475                           __func__, blkno, eofs);
 476                 WARN_ON(1);
 477                 return NULL;
 478         }
 479
 480         /* get tree root */
 481         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
 482                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
 483
 484         /* walk tree */
 485         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
 486         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
 487         parent = NULL;
 488         bp = NULL;
 489         while (*rbp) {
 490                 parent = *rbp;
 491                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
 492
 493                 if (blkno < bp->b_bn)
 494                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
 495                 else if (blkno > bp->b_bn)
 496                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
 497                 else {
 498                         /*
 499                          * found a block number match. If the range doesn't
 500                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
 501                          * in the cache is stale and the transaction that made
 502                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
 503                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
 504                          * continue searching to the right for an exact match.
 505                          */
 506                         if (bp->b_length != numblks) {
 507                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
 508                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
 509                                 continue;
 510                         }
 511                         atomic_inc(&bp->b_hold);
 512                         goto found;
 513                 }
 514         }
 515
 516         /* No match found */
 517         if (new_bp) {
 518                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
 519                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 520                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
 521                 new_bp->b_pag = pag;
 522                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 523         } else {
 524                 XFS_STATS_INC(xb_miss_locked);
 525                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 526                 xfs_perag_put(pag);
 527         }
 528         return new_bp;
 529
 530 found:
 531         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 532         xfs_perag_put(pag);
 533
 534         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
 535                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
 536                         xfs_buf_rele(bp);
 537                         XFS_STATS_INC(xb_busy_locked);
 538                         return NULL;
 539                 }
 540                 xfs_buf_lock(bp);
 541                 XFS_STATS_INC(xb_get_locked_waited);
 542         }
 543
 544         /*
 545          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
 546          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
 547          * intact here.
 548          */
 549         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
 550                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
 551                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
 552                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
 553                 bp->b_ops = NULL;
 554         }
 555
 556         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
 557         XFS_STATS_INC(xb_get_locked);
 558         return bp;
 559 }
 560
 561 /*
 562  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
 563  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
 564  * more hits than misses.
 565  */
 566 struct xfs_buf *
 567 xfs_buf_get_map(
 568         struct xfs_buftarg      *target,
 569         struct xfs_buf_map      *map,
 570         int                     nmaps,
 571         xfs_buf_flags_t         flags)
 572 {
 573         struct xfs_buf          *bp;
 574         struct xfs_buf          *new_bp;
 575         int                     error = 0;
 576
 577         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
 578         if (likely(bp))
 579                 goto found;
 580
 581         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
 582         if (unlikely(!new_bp))
 583                 return NULL;
 584
 585         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
 586         if (error) {
 587                 xfs_buf_free(new_bp);
 588                 return NULL;
 589         }
 590
 591         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
 592         if (!bp) {
 593                 xfs_buf_free(new_bp);
 594                 return NULL;
 595         }
 596
 597         if (bp != new_bp)
 598                 xfs_buf_free(new_bp);
 599
 600 found:
 601         if (!bp->b_addr) {
 602                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
 603                 if (unlikely(error)) {
 604                         xfs_warn(target->bt_mount,
 605                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
 606                         xfs_buf_relse(bp);
 607                         return NULL;
 608                 }
 609         }
 610
 611         XFS_STATS_INC(xb_get);
 612         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
 613         return bp;
 614 }
 615
 616 STATIC int
 617 _xfs_buf_read(
 618         xfs_buf_t               *bp,
 619         xfs_buf_flags_t         flags)
 620 {
 621         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
 622         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
 623
 624         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 625         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 626
 627         xfs_buf_iorequest(bp);
 628         if (flags & XBF_ASYNC)
 629                 return 0;
 630         return xfs_buf_iowait(bp);
 631 }
 632
 633 xfs_buf_t *
 634 xfs_buf_read_map(
 635         struct xfs_buftarg      *target,
 636         struct xfs_buf_map      *map,
 637         int                     nmaps,
 638         xfs_buf_flags_t         flags,
 639         const struct xfs_buf_ops *ops)
 640 {
 641         struct xfs_buf          *bp;
 642
 643         flags |= XBF_READ;
 644
 645         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
 646         if (bp) {
 647                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
 648
 649                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
 650                         XFS_STATS_INC(xb_get_read);
 651                         bp->b_ops = ops;
 652                         _xfs_buf_read(bp, flags);
 653                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
 654                         /*
 655                          * Read ahead call which is already satisfied,
 656                          * drop the buffer
 657                          */
 658                         xfs_buf_relse(bp);
 659                         return NULL;
 660                 } else {
 661                         /* We do not want read in the flags */
 662                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
 663                 }
 664         }
 665
 666         return bp;
 667 }
 668
 669 /*
 670  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
 671  *      safe manner.
 672  */
 673 void
 674 xfs_buf_readahead_map(
 675         struct xfs_buftarg      *target,
 676         struct xfs_buf_map      *map,
 677         int                     nmaps,
 678         const struct xfs_buf_ops *ops)
 679 {
 680         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
 681                 return;
 682
 683         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
 684                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
 685 }
 686
 687 /*
 688  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
 689  * buffer containing the disk contents or nothing.
 690  */
 691 struct xfs_buf *
 692 xfs_buf_read_uncached(
 693         struct xfs_buftarg      *target,
 694         xfs_daddr_t             daddr,
 695         size_t                  numblks,
 696         int                     flags,
 697         const struct xfs_buf_ops *ops)
 698 {
 699         struct xfs_buf          *bp;
 700
 701         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
 702         if (!bp)
 703                 return NULL;
 704
 705         /* set up the buffer for a read IO */
 706         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 707         bp->b_bn = daddr;
 708         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
 709         bp->b_flags |= XBF_READ;
 710         bp->b_ops = ops;
 711
 712         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(target->bt_mount)) {
 713                 xfs_buf_relse(bp);
 714                 return NULL;
 715         }
 716         xfs_buf_iorequest(bp);
 717         xfs_buf_iowait(bp);
 718         return bp;
 719 }
 720
 721 /*
 722  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
 723  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
 724  */
 725 void
 726 xfs_buf_set_empty(
 727         struct xfs_buf          *bp,
 728         size_t                  numblks)
 729 {
 730         if (bp->b_pages)
 731                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 732
 733         bp->b_pages = NULL;
 734         bp->b_page_count = 0;
 735         bp->b_addr = NULL;
 736         bp->b_length = numblks;
 737         bp->b_io_length = numblks;
 738
 739         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 740         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 741         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 742         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
 743 }
 744
 745 static inline struct page *
 746 mem_to_page(
 747         void                    *addr)
 748 {
 749         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
 750                 return virt_to_page(addr);
 751         } else {
 752                 return vmalloc_to_page(addr);
 753         }
 754 }
 755
 756 int
 757 xfs_buf_associate_memory(
 758         xfs_buf_t               *bp,
 759         void                    *mem,
 760         size_t                  len)
 761 {
 762         int                     rval;
 763         int                     i = 0;
 764         unsigned long           pageaddr;
 765         unsigned long           offset;
 766         size_t                  buflen;
 767         int                     page_count;
 768
 769         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
 770         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
 771         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
 772         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
 773
 774         /* Free any previous set of page pointers */
 775         if (bp->b_pages)
 776                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 777
 778         bp->b_pages = NULL;
 779         bp->b_addr = mem;
 780
 781         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
 782         if (rval)
 783                 return rval;
 784
 785         bp->b_offset = offset;
 786
 787         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 788                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
 789                 pageaddr += PAGE_SIZE;
 790         }
 791
 792         bp->b_io_length = BTOBB(len);
 793         bp->b_length = BTOBB(buflen);
 794
 795         return 0;
 796 }
 797
 798 xfs_buf_t *
 799 xfs_buf_get_uncached(
 800         struct xfs_buftarg      *target,
 801         size_t                  numblks,
 802         int                     flags)
 803 {
 804         unsigned long           page_count;
 805         int                     error, i;
 806         struct xfs_buf          *bp;
 807         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
 808
 809         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
 810         if (unlikely(bp == NULL))
 811                 goto fail;
 812
 813         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
 814         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
 815         if (error)
 816                 goto fail_free_buf;
 817
 818         for (i = 0; i < page_count; i++) {
 819                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
 820                 if (!bp->b_pages[i])
 821                         goto fail_free_mem;
 822         }
 823         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 824
 825         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
 826         if (unlikely(error)) {
 827                 xfs_warn(target->bt_mount,
 828                         "%s: failed to map pages", __func__);
 829                 goto fail_free_mem;
 830         }
 831
 832         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
 833         return bp;
 834
 835  fail_free_mem:
 836         while (--i >= 0)
 837                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 838         _xfs_buf_free_pages(bp);
 839  fail_free_buf:
 840         xfs_buf_free_maps(bp);
 841         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 842  fail:
 843         return NULL;
 844 }
 845
 846 /*
 847  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
 848  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
 849  *      Must hold the buffer already to call this function.
 850  */
 851 void
 852 xfs_buf_hold(
 853         xfs_buf_t               *bp)
 854 {
 855         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
 856         atomic_inc(&bp->b_hold);
 857 }
 858
 859 /*
 860  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
 861  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
 862  */
 863 void
 864 xfs_buf_rele(
 865         xfs_buf_t               *bp)
 866 {
 867         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
 868
 869         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
 870
 871         if (!pag) {
 872                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 873                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 874                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
 875                         xfs_buf_free(bp);
 876                 return;
 877         }
 878
 879         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 880
 881         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
 882         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
 883                 spin_lock(&bp->b_lock);
 884                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
 885                         /*
 886                          * If the buffer is added to the LRU take a new
 887                          * reference to the buffer for the LRU and clear the
 888                          * (now stale) dispose list state flag
 889                          */
 890                         if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
 891                                 bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
 892                                 atomic_inc(&bp->b_hold);
 893                         }
 894                         spin_unlock(&bp->b_lock);
 895                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 896                 } else {
 897                         /*
 898                          * most of the time buffers will already be removed from
 899                          * the LRU, so optimise that case by checking for the
 900                          * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the
 901                          * buffer was on was the disposal list
 902                          */
 903                         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
 904                                 list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
 905                         } else {
 906                                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 907                         }
 908                         spin_unlock(&bp->b_lock);
 909
 910                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
 911                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 912                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 913                         xfs_perag_put(pag);
 914                         xfs_buf_free(bp);
 915                 }
 916         }
 917 }
 918
 919
 920 /*
 921  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
 922  *
 923  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
 924  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
 925  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
 926  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
 927  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
 928  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
 929  *      to push on stale inode buffers.
 930  */
 931 int
 932 xfs_buf_trylock(
 933         struct xfs_buf          *bp)
 934 {
 935         int                     locked;
 936
 937         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
 938         if (locked)
 939                 XB_SET_OWNER(bp);
 940
 941         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
 942         return locked;
 943 }
 944
 945 /*
 946  *      Lock a buffer object.
 947  *
 948  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
 949  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
 950  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
 951  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
 952  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
 953  */
 954 void
 955 xfs_buf_lock(
 956         struct xfs_buf          *bp)
 957 {
 958         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
 959
 960         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
 961                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
 962         down(&bp->b_sema);
 963         XB_SET_OWNER(bp);
 964
 965         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
 966 }
 967
 968 void
 969 xfs_buf_unlock(
 970         struct xfs_buf          *bp)
 971 {
 972         XB_CLEAR_OWNER(bp);
 973         up(&bp->b_sema);
 974
 975         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
 976 }
 977
 978 STATIC void
 979 xfs_buf_wait_unpin(
 980         xfs_buf_t               *bp)
 981 {
 982         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
 983
 984         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
 985                 return;
 986
 987         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
 988         for (;;) {
 989                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 990                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
 991                         break;
 992                 io_schedule();
 993         }
 994         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
 995         set_current_state(TASK_RUNNING);
 996 }
 997
 998 /*
 999  *      Buffer Utility Routines
1000  */
1001
1002 STATIC void
1003 xfs_buf_iodone_work(
1004         struct work_struct      *work)
1005 {
1006         struct xfs_buf          *bp =
1007                 container_of(work, xfs_buf_t, b_iodone_work);
1008         bool                    read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1009
1010         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1011
1012         /* only validate buffers that were read without errors */
1013         if (read && bp->b_ops && !bp->b_error && (bp->b_flags & XBF_DONE))
1014                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1015
1016         if (bp->b_iodone)
1017                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1018         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1019                 xfs_buf_relse(bp);
1020         else {
1021                 ASSERT(read && bp->b_ops);
1022                 complete(&bp->b_iowait);
1023         }
1024 }
1025
1026 void
1027 xfs_buf_ioend(
1028         struct xfs_buf  *bp,
1029         int             schedule)
1030 {
1031         bool            read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1032
1033         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1034
1035         if (bp->b_error == 0)
1036                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1037
1038         if (bp->b_iodone || (read && bp->b_ops) || (bp->b_flags & XBF_ASYNC)) {
1039                 if (schedule) {
1040                         INIT_WORK(&bp->b_iodone_work, xfs_buf_iodone_work);
1041                         queue_work(xfslogd_workqueue, &bp->b_iodone_work);
1042                 } else {
1043                         xfs_buf_iodone_work(&bp->b_iodone_work);
1044                 }
1045         } else {
1046                 bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1047                 complete(&bp->b_iowait);
1048         }
1049 }
1050
1051 void
1052 xfs_buf_ioerror(
1053         xfs_buf_t               *bp,
1054         int                     error)
1055 {
1056         ASSERT(error >= 0 && error <= 0xffff);
1057         bp->b_error = (unsigned short)error;
1058         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1059 }
1060
1061 void
1062 xfs_buf_ioerror_alert(
1063         struct xfs_buf          *bp,
1064         const char              *func)
1065 {
1066         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1067 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1068                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, bp->b_error, bp->b_length);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Called when we want to stop a buffer from getting written or read.
1073  * We attach the EIO error, muck with its flags, and call xfs_buf_ioend
1074  * so that the proper iodone callbacks get called.
1075  */
1076 STATIC int
1077 xfs_bioerror(
1078         xfs_buf_t *bp)
1079 {
1080 #ifdef XFSERRORDEBUG
1081         ASSERT(XFS_BUF_ISREAD(bp) || bp->b_iodone);
1082 #endif
1083
1084         /*
1085          * No need to wait until the buffer is unpinned, we aren't flushing it.
1086          */
1087         xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1088
1089         /*
1090          * We're calling xfs_buf_ioend, so delete XBF_DONE flag.
1091          */
1092         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1093         XFS_BUF_UNDONE(bp);
1094         xfs_buf_stale(bp);
1095
1096         xfs_buf_ioend(bp, 0);
1097
1098         return EIO;
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Same as xfs_bioerror, except that we are releasing the buffer
1103  * here ourselves, and avoiding the xfs_buf_ioend call.
1104  * This is meant for userdata errors; metadata bufs come with
1105  * iodone functions attached, so that we can track down errors.
1106  */
1107 int
1108 xfs_bioerror_relse(
1109         struct xfs_buf  *bp)
1110 {
1111         int64_t         fl = bp->b_flags;
1112         /*
1113          * No need to wait until the buffer is unpinned.
1114          * We aren't flushing it.
1115          *
1116          * chunkhold expects B_DONE to be set, whether
1117          * we actually finish the I/O or not. We don't want to
1118          * change that interface.
1119          */
1120         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1121         XFS_BUF_DONE(bp);
1122         xfs_buf_stale(bp);
1123         bp->b_iodone = NULL;
1124         if (!(fl & XBF_ASYNC)) {
1125                 /*
1126                  * Mark b_error and B_ERROR _both_.
1127                  * Lot's of chunkcache code assumes that.
1128                  * There's no reason to mark error for
1129                  * ASYNC buffers.
1130                  */
1131                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1132                 complete(&bp->b_iowait);
1133         } else {
1134                 xfs_buf_relse(bp);
1135         }
1136
1137         return EIO;
1138 }
1139
1140 STATIC int
1141 xfs_bdstrat_cb(
1142         struct xfs_buf  *bp)
1143 {
1144         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1145                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1146                 /*
1147                  * Metadata write that didn't get logged but
1148                  * written delayed anyway. These aren't associated
1149                  * with a transaction, and can be ignored.
1150                  */
1151                 if (!bp->b_iodone && !XFS_BUF_ISREAD(bp))
1152                         return xfs_bioerror_relse(bp);
1153                 else
1154                         return xfs_bioerror(bp);
1155         }
1156
1157         xfs_buf_iorequest(bp);
1158         return 0;
1159 }
1160
1161 int
1162 xfs_bwrite(
1163         struct xfs_buf          *bp)
1164 {
1165         int                     error;
1166
1167         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1168
1169         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1170         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q | XBF_WRITE_FAIL);
1171
1172         xfs_bdstrat_cb(bp);
1173
1174         error = xfs_buf_iowait(bp);
1175         if (error) {
1176                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1177                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1178         }
1179         return error;
1180 }
1181
1182 STATIC void
1183 _xfs_buf_ioend(
1184         xfs_buf_t               *bp,
1185         int                     schedule)
1186 {
1187         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1188                 xfs_buf_ioend(bp, schedule);
1189 }
1190
1191 STATIC void
1192 xfs_buf_bio_end_io(
1193         struct bio              *bio,
1194         int                     error)
1195 {
1196         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1197
1198         /*
1199          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1200          * buffers that require multiple bios to complete.
1201          */
1202         if (!bp->b_error)
1203                 xfs_buf_ioerror(bp, -error);
1204
1205         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1206                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1207
1208         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1209         bio_put(bio);
1210 }
1211
1212 static void
1213 xfs_buf_ioapply_map(
1214         struct xfs_buf  *bp,
1215         int             map,
1216         int             *buf_offset,
1217         int             *count,
1218         int             rw)
1219 {
1220         int             page_index;
1221         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1222         int             nr_pages;
1223         struct bio      *bio;
1224         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1225         int             size;
1226         int             offset;
1227
1228         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1229
1230         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1231         page_index = 0;
1232         offset = *buf_offset;
1233         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1234                 page_index++;
1235                 offset -= PAGE_SIZE;
1236         }
1237
1238         /*
1239          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1240          * remaining IO count for the next time around.
1241          */
1242         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1243         *count -= size;
1244         *buf_offset += size;
1245
1246 next_chunk:
1247         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1248         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1249         if (nr_pages > total_nr_pages)
1250                 nr_pages = total_nr_pages;
1251
1252         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1253         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1254         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1255         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1256         bio->bi_private = bp;
1257
1258
1259         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1260                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1261
1262                 if (nbytes > size)
1263                         nbytes = size;
1264
1265                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1266                                       offset);
1267                 if (rbytes < nbytes)
1268                         break;
1269
1270                 offset = 0;
1271                 sector += BTOBB(nbytes);
1272                 size -= nbytes;
1273                 total_nr_pages--;
1274         }
1275
1276         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1277                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1278                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1279                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1280                 }
1281                 submit_bio(rw, bio);
1282                 if (size)
1283                         goto next_chunk;
1284         } else {
1285                 /*
1286                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1287                  * because the caller (xfs_buf_iorequest) holds a count itself.
1288                  */
1289                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1290                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1291                 bio_put(bio);
1292         }
1293
1294 }
1295
1296 STATIC void
1297 _xfs_buf_ioapply(
1298         struct xfs_buf  *bp)
1299 {
1300         struct blk_plug plug;
1301         int             rw;
1302         int             offset;
1303         int             size;
1304         int             i;
1305
1306         /*
1307          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1308          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1309          */
1310         bp->b_error = 0;
1311
1312         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1313                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1314                         rw = WRITE_SYNC;
1315                 else
1316                         rw = WRITE;
1317                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1318                         rw |= REQ_FUA;
1319                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1320                         rw |= REQ_FLUSH;
1321
1322                 /*
1323                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1324                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1325                  * the IO should not be dispatched.
1326                  */
1327                 if (bp->b_ops) {
1328                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1329                         if (bp->b_error) {
1330                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1331                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1332                                 return;
1333                         }
1334                 }
1335         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1336                 rw = READA;
1337         } else {
1338                 rw = READ;
1339         }
1340
1341         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1342         rw |= REQ_META;
1343
1344         /*
1345          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1346          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1347          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1348          * subsequent call.
1349          */
1350         offset = bp->b_offset;
1351         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1352         blk_start_plug(&plug);
1353         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1354                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1355                 if (bp->b_error)
1356                         break;
1357                 if (size <= 0)
1358                         break;  /* all done */
1359         }
1360         blk_finish_plug(&plug);
1361 }
1362
1363 void
1364 xfs_buf_iorequest(
1365         xfs_buf_t               *bp)
1366 {
1367         trace_xfs_buf_iorequest(bp, _RET_IP_);
1368
1369         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1370
1371         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1372                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1373         xfs_buf_hold(bp);
1374
1375         /*
1376          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O
1377          * completion callout which happens before we have started
1378          * all the I/O from calling xfs_buf_ioend too early.
1379          */
1380         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1381         _xfs_buf_ioapply(bp);
1382         /*
1383          * If _xfs_buf_ioapply failed, we'll get back here with
1384          * only the reference we took above.  _xfs_buf_ioend will
1385          * drop it to zero, so we'd better not queue it for later,
1386          * or we'll free it before it's done.
1387          */
1388         _xfs_buf_ioend(bp, bp->b_error ? 0 : 1);
1389
1390         xfs_buf_rele(bp);
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Waits for I/O to complete on the buffer supplied.  It returns immediately if
1395  * no I/O is pending or there is already a pending error on the buffer, in which
1396  * case nothing will ever complete.  It returns the I/O error code, if any, or
1397  * 0 if there was no error.
1398  */
1399 int
1400 xfs_buf_iowait(
1401         xfs_buf_t               *bp)
1402 {
1403         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1404
1405         if (!bp->b_error)
1406                 wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1407
1408         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1409         return bp->b_error;
1410 }
1411
1412 xfs_caddr_t
1413 xfs_buf_offset(
1414         xfs_buf_t               *bp,
1415         size_t                  offset)
1416 {
1417         struct page             *page;
1418
1419         if (bp->b_addr)
1420                 return bp->b_addr + offset;
1421
1422         offset += bp->b_offset;
1423         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1424         return (xfs_caddr_t)page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1425 }
1426
1427 /*
1428  *      Move data into or out of a buffer.
1429  */
1430 void
1431 xfs_buf_iomove(
1432         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1433         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1434         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1435         void                    *data,  /* data address                 */
1436         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1437 {
1438         size_t                  bend;
1439
1440         bend = boff + bsize;
1441         while (boff < bend) {
1442                 struct page     *page;
1443                 int             page_index, page_offset, csize;
1444
1445                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1446                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1447                 page = bp->b_pages[page_index];
1448                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1449                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1450
1451                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1452
1453                 switch (mode) {
1454                 case XBRW_ZERO:
1455                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1456                         break;
1457                 case XBRW_READ:
1458                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1459                         break;
1460                 case XBRW_WRITE:
1461                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1462                 }
1463
1464                 boff += csize;
1465                 data += csize;
1466         }
1467 }
1468
1469 /*
1470  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1471  */
1472
1473 /*
1474  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1475  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1476  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1477  */
1478 static enum lru_status
1479 xfs_buftarg_wait_rele(
1480         struct list_head        *item,
1481         spinlock_t              *lru_lock,
1482         void                    *arg)
1483
1484 {
1485         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1486         struct list_head        *dispose = arg;
1487
1488         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1489                 /* need to wait, so skip it this pass */
1490                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1491                 return LRU_SKIP;
1492         }
1493         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1494                 return LRU_SKIP;
1495
1496         /*
1497          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1498          * ignored in xfs_buf_rele().
1499          */
1500         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1501         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1502         list_move(item, dispose);
1503         spin_unlock(&bp->b_lock);
1504         return LRU_REMOVED;
1505 }
1506
1507 void
1508 xfs_wait_buftarg(
1509         struct xfs_buftarg      *btp)
1510 {
1511         LIST_HEAD(dispose);
1512         int loop = 0;
1513
1514         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1515         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1516                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1517                               &dispose, LONG_MAX);
1518
1519                 while (!list_empty(&dispose)) {
1520                         struct xfs_buf *bp;
1521                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1522                         list_del_init(&bp->b_lru);
1523                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1524                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1525 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!\n"
1526 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.",
1527                                         (long long)bp->b_bn);
1528                         }
1529                         xfs_buf_rele(bp);
1530                 }
1531                 if (loop++ != 0)
1532                         delay(100);
1533         }
1534 }
1535
1536 static enum lru_status
1537 xfs_buftarg_isolate(
1538         struct list_head        *item,
1539         spinlock_t              *lru_lock,
1540         void                    *arg)
1541 {
1542         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1543         struct list_head        *dispose = arg;
1544
1545         /*
1546          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1547          * If we fail to get the lock, just skip it.
1548          */
1549         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1550                 return LRU_SKIP;
1551         /*
1552          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1553          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1554          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1555          */
1556         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1557                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1558                 return LRU_ROTATE;
1559         }
1560
1561         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1562         list_move(item, dispose);
1563         spin_unlock(&bp->b_lock);
1564         return LRU_REMOVED;
1565 }
1566
1567 static unsigned long
1568 xfs_buftarg_shrink_scan(
1569         struct shrinker         *shrink,
1570         struct shrink_control   *sc)
1571 {
1572         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1573                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1574         LIST_HEAD(dispose);
1575         unsigned long           freed;
1576         unsigned long           nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1577
1578         freed = list_lru_walk_node(&btp->bt_lru, sc->nid, xfs_buftarg_isolate,
1579                                        &dispose, &nr_to_scan);
1580
1581         while (!list_empty(&dispose)) {
1582                 struct xfs_buf *bp;
1583                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1584                 list_del_init(&bp->b_lru);
1585                 xfs_buf_rele(bp);
1586         }
1587
1588         return freed;
1589 }
1590
1591 static unsigned long
1592 xfs_buftarg_shrink_count(
1593         struct shrinker         *shrink,
1594         struct shrink_control   *sc)
1595 {
1596         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1597                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1598         return list_lru_count_node(&btp->bt_lru, sc->nid);
1599 }
1600
1601 void
1602 xfs_free_buftarg(
1603         struct xfs_mount        *mp,
1604         struct xfs_buftarg      *btp)
1605 {
1606         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1607         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1608
1609         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1610                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1611
1612         kmem_free(btp);
1613 }
1614
1615 int
1616 xfs_setsize_buftarg(
1617         xfs_buftarg_t           *btp,
1618         unsigned int            blocksize,
1619         unsigned int            sectorsize)
1620 {
1621         /* Set up metadata sector size info */
1622         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1623         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1624
1625         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1626                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1627
1628                 bdevname(btp->bt_bdev, name);
1629
1630                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1631                         "Cannot set_blocksize to %u on device %s",
1632                         sectorsize, name);
1633                 return EINVAL;
1634         }
1635
1636         /* Set up device logical sector size mask */
1637         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1638         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1639
1640         return 0;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1645  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1646  * are being used at this early stage.  Play safe.
1647  */
1648 STATIC int
1649 xfs_setsize_buftarg_early(
1650         xfs_buftarg_t           *btp,
1651         struct block_device     *bdev)
1652 {
1653         return xfs_setsize_buftarg(btp, PAGE_SIZE,
1654                                    bdev_logical_block_size(bdev));
1655 }
1656
1657 xfs_buftarg_t *
1658 xfs_alloc_buftarg(
1659         struct xfs_mount        *mp,
1660         struct block_device     *bdev,
1661         int                     external,
1662         const char              *fsname)
1663 {
1664         xfs_buftarg_t           *btp;
1665
1666         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1667
1668         btp->bt_mount = mp;
1669         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1670         btp->bt_bdev = bdev;
1671         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1672         if (!btp->bt_bdi)
1673                 goto error;
1674
1675         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1676                 goto error;
1677
1678         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1679                 goto error;
1680
1681         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1682         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1683         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1684         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1685         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1686         return btp;
1687
1688 error:
1689         kmem_free(btp);
1690         return NULL;
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Add a buffer to the delayed write list.
1695  *
1696  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1697  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1698  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1699  * to the callers.
1700  *
1701  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1702  * been on the buffer list.
1703  */
1704 bool
1705 xfs_buf_delwri_queue(
1706         struct xfs_buf          *bp,
1707         struct list_head        *list)
1708 {
1709         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1710         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1711
1712         /*
1713          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1714          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1715          * case.
1716          */
1717         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1718                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1719                 return false;
1720         }
1721
1722         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1723
1724         /*
1725          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1726          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1727          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1728          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1729          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1730          * which case we need just need to re-add the flag here.
1731          */
1732         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1733         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1734                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1735                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1736         }
1737
1738         return true;
1739 }
1740
1741 /*
1742  * Compare function is more complex than it needs to be because
1743  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1744  * on 64 bit values
1745  */
1746 static int
1747 xfs_buf_cmp(
1748         void            *priv,
1749         struct list_head *a,
1750         struct list_head *b)
1751 {
1752         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1753         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1754         xfs_daddr_t             diff;
1755
1756         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1757         if (diff < 0)
1758                 return -1;
1759         if (diff > 0)
1760                 return 1;
1761         return 0;
1762 }
1763
1764 static int
1765 __xfs_buf_delwri_submit(
1766         struct list_head        *buffer_list,
1767         struct list_head        *io_list,
1768         bool                    wait)
1769 {
1770         struct blk_plug         plug;
1771         struct xfs_buf          *bp, *n;
1772         int                     pinned = 0;
1773
1774         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1775                 if (!wait) {
1776                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1777                                 pinned++;
1778                                 continue;
1779                         }
1780                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1781                                 continue;
1782                 } else {
1783                         xfs_buf_lock(bp);
1784                 }
1785
1786                 /*
1787                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1788                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1789                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1790                  * reference and remove it from the list here.
1791                  */
1792                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1793                         list_del_init(&bp->b_list);
1794                         xfs_buf_relse(bp);
1795                         continue;
1796                 }
1797
1798                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1799                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1800         }
1801
1802         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1803
1804         blk_start_plug(&plug);
1805         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1806                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC | XBF_WRITE_FAIL);
1807                 bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1808
1809                 if (!wait) {
1810                         bp->b_flags |= XBF_ASYNC;
1811                         list_del_init(&bp->b_list);
1812                 }
1813                 xfs_bdstrat_cb(bp);
1814         }
1815         blk_finish_plug(&plug);
1816
1817         return pinned;
1818 }
1819
1820 /*
1821  * Write out a buffer list asynchronously.
1822  *
1823  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1824  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1825  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1826  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1827  * function.
1828  */
1829 int
1830 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1831         struct list_head        *buffer_list)
1832 {
1833         LIST_HEAD               (io_list);
1834         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Write out a buffer list synchronously.
1839  *
1840  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1841  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1842  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1843  * functionality.
1844  */
1845 int
1846 xfs_buf_delwri_submit(
1847         struct list_head        *buffer_list)
1848 {
1849         LIST_HEAD               (io_list);
1850         int                     error = 0, error2;
1851         struct xfs_buf          *bp;
1852
1853         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1854
1855         /* Wait for IO to complete. */
1856         while (!list_empty(&io_list)) {
1857                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1858
1859                 list_del_init(&bp->b_list);
1860                 error2 = xfs_buf_iowait(bp);
1861                 xfs_buf_relse(bp);
1862                 if (!error)
1863                         error = error2;
1864         }
1865
1866         return error;
1867 }
1868
1869 int __init
1870 xfs_buf_init(void)
1871 {
1872         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1873                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1874         if (!xfs_buf_zone)
1875                 goto out;
1876
1877         xfslogd_workqueue = alloc_workqueue("xfslogd",
1878                                         WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 1);
1879         if (!xfslogd_workqueue)
1880                 goto out_free_buf_zone;
1881
1882         return 0;
1883
1884  out_free_buf_zone:
1885         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1886  out:
1887         return -ENOMEM;
1888 }
1889
1890 void
1891 xfs_buf_terminate(void)
1892 {
1893         destroy_workqueue(xfslogd_workqueue);
1894         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1895 }