]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/xfs/xfs_buf.c
PM / hibernate: Define pr_fmt() and use pr_*() instead of printk()
[karo-tx-linux.git] / 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_format.h"
38 #include "xfs_log_format.h"
39 #include "xfs_trans_resv.h"
40 #include "xfs_sb.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 #ifdef XFS_BUF_LOCK_TRACKING
48 # define XB_SET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder = current->pid)
49 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     ((bp)->b_last_holder = -1)
50 # define XB_GET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder)
51 #else
52 # define XB_SET_OWNER(bp)       do { } while (0)
53 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     do { } while (0)
54 # define XB_GET_OWNER(bp)       do { } while (0)
55 #endif
56
57 #define xb_to_gfp(flags) \
58         ((((flags) & XBF_READ_AHEAD) ? __GFP_NORETRY : GFP_NOFS) | __GFP_NOWARN)
59
60
61 static inline int
62 xfs_buf_is_vmapped(
63         struct xfs_buf  *bp)
64 {
65         /*
66          * Return true if the buffer is vmapped.
67          *
68          * b_addr is null if the buffer is not mapped, but the code is clever
69          * enough to know it doesn't have to map a single page, so the check has
70          * to be both for b_addr and bp->b_page_count > 1.
71          */
72         return bp->b_addr && bp->b_page_count > 1;
73 }
74
75 static inline int
76 xfs_buf_vmap_len(
77         struct xfs_buf  *bp)
78 {
79         return (bp->b_page_count * PAGE_SIZE) - bp->b_offset;
80 }
81
82 /*
83  * Bump the I/O in flight count on the buftarg if we haven't yet done so for
84  * this buffer. The count is incremented once per buffer (per hold cycle)
85  * because the corresponding decrement is deferred to buffer release. Buffers
86  * can undergo I/O multiple times in a hold-release cycle and per buffer I/O
87  * tracking adds unnecessary overhead. This is used for sychronization purposes
88  * with unmount (see xfs_wait_buftarg()), so all we really need is a count of
89  * in-flight buffers.
90  *
91  * Buffers that are never released (e.g., superblock, iclog buffers) must set
92  * the XBF_NO_IOACCT flag before I/O submission. Otherwise, the buftarg count
93  * never reaches zero and unmount hangs indefinitely.
94  */
95 static inline void
96 xfs_buf_ioacct_inc(
97         struct xfs_buf  *bp)
98 {
99         if (bp->b_flags & (XBF_NO_IOACCT|_XBF_IN_FLIGHT))
100                 return;
101
102         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
103         bp->b_flags |= _XBF_IN_FLIGHT;
104         percpu_counter_inc(&bp->b_target->bt_io_count);
105 }
106
107 /*
108  * Clear the in-flight state on a buffer about to be released to the LRU or
109  * freed and unaccount from the buftarg.
110  */
111 static inline void
112 xfs_buf_ioacct_dec(
113         struct xfs_buf  *bp)
114 {
115         if (!(bp->b_flags & _XBF_IN_FLIGHT))
116                 return;
117
118         bp->b_flags &= ~_XBF_IN_FLIGHT;
119         percpu_counter_dec(&bp->b_target->bt_io_count);
120 }
121
122 /*
123  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
124  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
125  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
126  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
127  *
128  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
129  */
130 void
131 xfs_buf_stale(
132         struct xfs_buf  *bp)
133 {
134         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
135
136         bp->b_flags |= XBF_STALE;
137
138         /*
139          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
140          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
141          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
142          */
143         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
144
145         /*
146          * Once the buffer is marked stale and unlocked, a subsequent lookup
147          * could reset b_flags. There is no guarantee that the buffer is
148          * unaccounted (released to LRU) before that occurs. Drop in-flight
149          * status now to preserve accounting consistency.
150          */
151         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
152
153         spin_lock(&bp->b_lock);
154         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
155         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE) &&
156             (list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)))
157                 atomic_dec(&bp->b_hold);
158
159         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
160         spin_unlock(&bp->b_lock);
161 }
162
163 static int
164 xfs_buf_get_maps(
165         struct xfs_buf          *bp,
166         int                     map_count)
167 {
168         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
169         bp->b_map_count = map_count;
170
171         if (map_count == 1) {
172                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
173                 return 0;
174         }
175
176         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
177                                 KM_NOFS);
178         if (!bp->b_maps)
179                 return -ENOMEM;
180         return 0;
181 }
182
183 /*
184  *      Frees b_pages if it was allocated.
185  */
186 static void
187 xfs_buf_free_maps(
188         struct xfs_buf  *bp)
189 {
190         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
191                 kmem_free(bp->b_maps);
192                 bp->b_maps = NULL;
193         }
194 }
195
196 struct xfs_buf *
197 _xfs_buf_alloc(
198         struct xfs_buftarg      *target,
199         struct xfs_buf_map      *map,
200         int                     nmaps,
201         xfs_buf_flags_t         flags)
202 {
203         struct xfs_buf          *bp;
204         int                     error;
205         int                     i;
206
207         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
208         if (unlikely(!bp))
209                 return NULL;
210
211         /*
212          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
213          * specifically set by later operations on the buffer.
214          */
215         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
216
217         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
218         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
219         init_completion(&bp->b_iowait);
220         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
221         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
222         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
223         spin_lock_init(&bp->b_lock);
224         XB_SET_OWNER(bp);
225         bp->b_target = target;
226         bp->b_flags = flags;
227
228         /*
229          * Set length and io_length to the same value initially.
230          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
231          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
232          */
233         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
234         if (error)  {
235                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
236                 return NULL;
237         }
238
239         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
240         bp->b_length = 0;
241         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
242                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
243                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
244                 bp->b_length += map[i].bm_len;
245         }
246         bp->b_io_length = bp->b_length;
247
248         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
249         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
250
251         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_create);
252         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
253
254         return bp;
255 }
256
257 /*
258  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
259  *      of pages, and point the page buf at it.
260  */
261 STATIC int
262 _xfs_buf_get_pages(
263         xfs_buf_t               *bp,
264         int                     page_count)
265 {
266         /* Make sure that we have a page list */
267         if (bp->b_pages == NULL) {
268                 bp->b_page_count = page_count;
269                 if (page_count <= XB_PAGES) {
270                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
271                 } else {
272                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
273                                                  page_count, KM_NOFS);
274                         if (bp->b_pages == NULL)
275                                 return -ENOMEM;
276                 }
277                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
278         }
279         return 0;
280 }
281
282 /*
283  *      Frees b_pages if it was allocated.
284  */
285 STATIC void
286 _xfs_buf_free_pages(
287         xfs_buf_t       *bp)
288 {
289         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
290                 kmem_free(bp->b_pages);
291                 bp->b_pages = NULL;
292         }
293 }
294
295 /*
296  *      Releases the specified buffer.
297  *
298  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
299  *      The buffer must not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
300  *      hashed and refcounted buffers
301  */
302 void
303 xfs_buf_free(
304         xfs_buf_t               *bp)
305 {
306         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
307
308         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
309
310         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
311                 uint            i;
312
313                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
314                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
315                                         bp->b_page_count);
316
317                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
318                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
319
320                         __free_page(page);
321                 }
322         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
323                 kmem_free(bp->b_addr);
324         _xfs_buf_free_pages(bp);
325         xfs_buf_free_maps(bp);
326         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
327 }
328
329 /*
330  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
331  */
332 STATIC int
333 xfs_buf_allocate_memory(
334         xfs_buf_t               *bp,
335         uint                    flags)
336 {
337         size_t                  size;
338         size_t                  nbytes, offset;
339         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
340         unsigned short          page_count, i;
341         xfs_off_t               start, end;
342         int                     error;
343
344         /*
345          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
346          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
347          * page arrays to keep allocation down to order 0.
348          */
349         size = BBTOB(bp->b_length);
350         if (size < PAGE_SIZE) {
351                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
352                 if (!bp->b_addr) {
353                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
354                         goto use_alloc_page;
355                 }
356
357                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
358                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
359                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
360                         kmem_free(bp->b_addr);
361                         bp->b_addr = NULL;
362                         goto use_alloc_page;
363                 }
364                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
365                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
366                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
367                 bp->b_page_count = 1;
368                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
369                 return 0;
370         }
371
372 use_alloc_page:
373         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
374         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
375                                                                 >> PAGE_SHIFT;
376         page_count = end - start;
377         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
378         if (unlikely(error))
379                 return error;
380
381         offset = bp->b_offset;
382         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
383
384         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
385                 struct page     *page;
386                 uint            retries = 0;
387 retry:
388                 page = alloc_page(gfp_mask);
389                 if (unlikely(page == NULL)) {
390                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
391                                 bp->b_page_count = i;
392                                 error = -ENOMEM;
393                                 goto out_free_pages;
394                         }
395
396                         /*
397                          * This could deadlock.
398                          *
399                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
400                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
401                          */
402                         if (!(++retries % 100))
403                                 xfs_err(NULL,
404                 "%s(%u) possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
405                                         current->comm, current->pid,
406                                         __func__, gfp_mask);
407
408                         XFS_STATS_INC(bp->b_target->bt_mount, xb_page_retries);
409                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
410                         goto retry;
411                 }
412
413                 XFS_STATS_INC(bp->b_target->bt_mount, xb_page_found);
414
415                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
416                 size -= nbytes;
417                 bp->b_pages[i] = page;
418                 offset = 0;
419         }
420         return 0;
421
422 out_free_pages:
423         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
424                 __free_page(bp->b_pages[i]);
425         return error;
426 }
427
428 /*
429  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
430  */
431 STATIC int
432 _xfs_buf_map_pages(
433         xfs_buf_t               *bp,
434         uint                    flags)
435 {
436         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
437         if (bp->b_page_count == 1) {
438                 /* A single page buffer is always mappable */
439                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
440         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
441                 bp->b_addr = NULL;
442         } else {
443                 int retried = 0;
444                 unsigned noio_flag;
445
446                 /*
447                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
448                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
449                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
450                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOIO to prevent
451                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
452                  * potentially deadlocking.
453                  */
454                 noio_flag = memalloc_noio_save();
455                 do {
456                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
457                                                 -1, PAGE_KERNEL);
458                         if (bp->b_addr)
459                                 break;
460                         vm_unmap_aliases();
461                 } while (retried++ <= 1);
462                 memalloc_noio_restore(noio_flag);
463
464                 if (!bp->b_addr)
465                         return -ENOMEM;
466                 bp->b_addr += bp->b_offset;
467         }
468
469         return 0;
470 }
471
472 /*
473  *      Finding and Reading Buffers
474  */
475 static int
476 _xfs_buf_obj_cmp(
477         struct rhashtable_compare_arg   *arg,
478         const void                      *obj)
479 {
480         const struct xfs_buf_map        *map = arg->key;
481         const struct xfs_buf            *bp = obj;
482
483         /*
484          * The key hashing in the lookup path depends on the key being the
485          * first element of the compare_arg, make sure to assert this.
486          */
487         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct xfs_buf_map, bm_bn) != 0);
488
489         if (bp->b_bn != map->bm_bn)
490                 return 1;
491
492         if (unlikely(bp->b_length != map->bm_len)) {
493                 /*
494                  * found a block number match. If the range doesn't
495                  * match, the only way this is allowed is if the buffer
496                  * in the cache is stale and the transaction that made
497                  * it stale has not yet committed. i.e. we are
498                  * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
499                  * continue searching for an exact match.
500                  */
501                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
502                 return 1;
503         }
504         return 0;
505 }
506
507 static const struct rhashtable_params xfs_buf_hash_params = {
508         .min_size               = 32,   /* empty AGs have minimal footprint */
509         .nelem_hint             = 16,
510         .key_len                = sizeof(xfs_daddr_t),
511         .key_offset             = offsetof(struct xfs_buf, b_bn),
512         .head_offset            = offsetof(struct xfs_buf, b_rhash_head),
513         .automatic_shrinking    = true,
514         .obj_cmpfn              = _xfs_buf_obj_cmp,
515 };
516
517 int
518 xfs_buf_hash_init(
519         struct xfs_perag        *pag)
520 {
521         spin_lock_init(&pag->pag_buf_lock);
522         return rhashtable_init(&pag->pag_buf_hash, &xfs_buf_hash_params);
523 }
524
525 void
526 xfs_buf_hash_destroy(
527         struct xfs_perag        *pag)
528 {
529         rhashtable_destroy(&pag->pag_buf_hash);
530 }
531
532 /*
533  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
534  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
535  *      locked. No I/O is implied by this call.
536  */
537 xfs_buf_t *
538 _xfs_buf_find(
539         struct xfs_buftarg      *btp,
540         struct xfs_buf_map      *map,
541         int                     nmaps,
542         xfs_buf_flags_t         flags,
543         xfs_buf_t               *new_bp)
544 {
545         struct xfs_perag        *pag;
546         xfs_buf_t               *bp;
547         struct xfs_buf_map      cmap = { .bm_bn = map[0].bm_bn };
548         xfs_daddr_t             eofs;
549         int                     i;
550
551         for (i = 0; i < nmaps; i++)
552                 cmap.bm_len += map[i].bm_len;
553
554         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
555         ASSERT(!(BBTOB(cmap.bm_len) < btp->bt_meta_sectorsize));
556         ASSERT(!(BBTOB(cmap.bm_bn) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
557
558         /*
559          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
560          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
561          */
562         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
563         if (cmap.bm_bn < 0 || cmap.bm_bn >= eofs) {
564                 /*
565                  * XXX (dgc): we should really be returning -EFSCORRUPTED here,
566                  * but none of the higher level infrastructure supports
567                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
568                  */
569                 xfs_alert(btp->bt_mount,
570                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
571                           __func__, cmap.bm_bn, eofs);
572                 WARN_ON(1);
573                 return NULL;
574         }
575
576         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
577                             xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, cmap.bm_bn));
578
579         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
580         bp = rhashtable_lookup_fast(&pag->pag_buf_hash, &cmap,
581                                     xfs_buf_hash_params);
582         if (bp) {
583                 atomic_inc(&bp->b_hold);
584                 goto found;
585         }
586
587         /* No match found */
588         if (new_bp) {
589                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
590                 new_bp->b_pag = pag;
591                 rhashtable_insert_fast(&pag->pag_buf_hash,
592                                        &new_bp->b_rhash_head,
593                                        xfs_buf_hash_params);
594                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
595         } else {
596                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_miss_locked);
597                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
598                 xfs_perag_put(pag);
599         }
600         return new_bp;
601
602 found:
603         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
604         xfs_perag_put(pag);
605
606         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
607                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
608                         xfs_buf_rele(bp);
609                         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_busy_locked);
610                         return NULL;
611                 }
612                 xfs_buf_lock(bp);
613                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked_waited);
614         }
615
616         /*
617          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
618          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
619          * intact here.
620          */
621         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
622                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
623                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
624                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
625                 bp->b_ops = NULL;
626         }
627
628         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
629         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked);
630         return bp;
631 }
632
633 /*
634  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
635  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
636  * more hits than misses.
637  */
638 struct xfs_buf *
639 xfs_buf_get_map(
640         struct xfs_buftarg      *target,
641         struct xfs_buf_map      *map,
642         int                     nmaps,
643         xfs_buf_flags_t         flags)
644 {
645         struct xfs_buf          *bp;
646         struct xfs_buf          *new_bp;
647         int                     error = 0;
648
649         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
650         if (likely(bp))
651                 goto found;
652
653         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
654         if (unlikely(!new_bp))
655                 return NULL;
656
657         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
658         if (error) {
659                 xfs_buf_free(new_bp);
660                 return NULL;
661         }
662
663         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
664         if (!bp) {
665                 xfs_buf_free(new_bp);
666                 return NULL;
667         }
668
669         if (bp != new_bp)
670                 xfs_buf_free(new_bp);
671
672 found:
673         if (!bp->b_addr) {
674                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
675                 if (unlikely(error)) {
676                         xfs_warn(target->bt_mount,
677                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
678                         xfs_buf_relse(bp);
679                         return NULL;
680                 }
681         }
682
683         /*
684          * Clear b_error if this is a lookup from a caller that doesn't expect
685          * valid data to be found in the buffer.
686          */
687         if (!(flags & XBF_READ))
688                 xfs_buf_ioerror(bp, 0);
689
690         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get);
691         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
692         return bp;
693 }
694
695 STATIC int
696 _xfs_buf_read(
697         xfs_buf_t               *bp,
698         xfs_buf_flags_t         flags)
699 {
700         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
701         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
702
703         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
704         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
705
706         if (flags & XBF_ASYNC) {
707                 xfs_buf_submit(bp);
708                 return 0;
709         }
710         return xfs_buf_submit_wait(bp);
711 }
712
713 xfs_buf_t *
714 xfs_buf_read_map(
715         struct xfs_buftarg      *target,
716         struct xfs_buf_map      *map,
717         int                     nmaps,
718         xfs_buf_flags_t         flags,
719         const struct xfs_buf_ops *ops)
720 {
721         struct xfs_buf          *bp;
722
723         flags |= XBF_READ;
724
725         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
726         if (bp) {
727                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
728
729                 if (!(bp->b_flags & XBF_DONE)) {
730                         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get_read);
731                         bp->b_ops = ops;
732                         _xfs_buf_read(bp, flags);
733                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
734                         /*
735                          * Read ahead call which is already satisfied,
736                          * drop the buffer
737                          */
738                         xfs_buf_relse(bp);
739                         return NULL;
740                 } else {
741                         /* We do not want read in the flags */
742                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
743                 }
744         }
745
746         return bp;
747 }
748
749 /*
750  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
751  *      safe manner.
752  */
753 void
754 xfs_buf_readahead_map(
755         struct xfs_buftarg      *target,
756         struct xfs_buf_map      *map,
757         int                     nmaps,
758         const struct xfs_buf_ops *ops)
759 {
760         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
761                 return;
762
763         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
764                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
765 }
766
767 /*
768  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
769  * buffer containing the disk contents or nothing.
770  */
771 int
772 xfs_buf_read_uncached(
773         struct xfs_buftarg      *target,
774         xfs_daddr_t             daddr,
775         size_t                  numblks,
776         int                     flags,
777         struct xfs_buf          **bpp,
778         const struct xfs_buf_ops *ops)
779 {
780         struct xfs_buf          *bp;
781
782         *bpp = NULL;
783
784         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
785         if (!bp)
786                 return -ENOMEM;
787
788         /* set up the buffer for a read IO */
789         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
790         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;  /* always null for uncached buffers */
791         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
792         bp->b_flags |= XBF_READ;
793         bp->b_ops = ops;
794
795         xfs_buf_submit_wait(bp);
796         if (bp->b_error) {
797                 int     error = bp->b_error;
798                 xfs_buf_relse(bp);
799                 return error;
800         }
801
802         *bpp = bp;
803         return 0;
804 }
805
806 /*
807  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
808  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
809  */
810 void
811 xfs_buf_set_empty(
812         struct xfs_buf          *bp,
813         size_t                  numblks)
814 {
815         if (bp->b_pages)
816                 _xfs_buf_free_pages(bp);
817
818         bp->b_pages = NULL;
819         bp->b_page_count = 0;
820         bp->b_addr = NULL;
821         bp->b_length = numblks;
822         bp->b_io_length = numblks;
823
824         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
825         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
826         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
827         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
828 }
829
830 static inline struct page *
831 mem_to_page(
832         void                    *addr)
833 {
834         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
835                 return virt_to_page(addr);
836         } else {
837                 return vmalloc_to_page(addr);
838         }
839 }
840
841 int
842 xfs_buf_associate_memory(
843         xfs_buf_t               *bp,
844         void                    *mem,
845         size_t                  len)
846 {
847         int                     rval;
848         int                     i = 0;
849         unsigned long           pageaddr;
850         unsigned long           offset;
851         size_t                  buflen;
852         int                     page_count;
853
854         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
855         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
856         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
857         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
858
859         /* Free any previous set of page pointers */
860         if (bp->b_pages)
861                 _xfs_buf_free_pages(bp);
862
863         bp->b_pages = NULL;
864         bp->b_addr = mem;
865
866         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
867         if (rval)
868                 return rval;
869
870         bp->b_offset = offset;
871
872         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
873                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
874                 pageaddr += PAGE_SIZE;
875         }
876
877         bp->b_io_length = BTOBB(len);
878         bp->b_length = BTOBB(buflen);
879
880         return 0;
881 }
882
883 xfs_buf_t *
884 xfs_buf_get_uncached(
885         struct xfs_buftarg      *target,
886         size_t                  numblks,
887         int                     flags)
888 {
889         unsigned long           page_count;
890         int                     error, i;
891         struct xfs_buf          *bp;
892         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
893
894         /* flags might contain irrelevant bits, pass only what we care about */
895         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, flags & XBF_NO_IOACCT);
896         if (unlikely(bp == NULL))
897                 goto fail;
898
899         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
900         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
901         if (error)
902                 goto fail_free_buf;
903
904         for (i = 0; i < page_count; i++) {
905                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
906                 if (!bp->b_pages[i])
907                         goto fail_free_mem;
908         }
909         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
910
911         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
912         if (unlikely(error)) {
913                 xfs_warn(target->bt_mount,
914                         "%s: failed to map pages", __func__);
915                 goto fail_free_mem;
916         }
917
918         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
919         return bp;
920
921  fail_free_mem:
922         while (--i >= 0)
923                 __free_page(bp->b_pages[i]);
924         _xfs_buf_free_pages(bp);
925  fail_free_buf:
926         xfs_buf_free_maps(bp);
927         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
928  fail:
929         return NULL;
930 }
931
932 /*
933  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
934  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
935  *      Must hold the buffer already to call this function.
936  */
937 void
938 xfs_buf_hold(
939         xfs_buf_t               *bp)
940 {
941         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
942         atomic_inc(&bp->b_hold);
943 }
944
945 /*
946  * Release a hold on the specified buffer. If the hold count is 1, the buffer is
947  * placed on LRU or freed (depending on b_lru_ref).
948  */
949 void
950 xfs_buf_rele(
951         xfs_buf_t               *bp)
952 {
953         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
954         bool                    release;
955         bool                    freebuf = false;
956
957         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
958
959         if (!pag) {
960                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
961                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold)) {
962                         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
963                         xfs_buf_free(bp);
964                 }
965                 return;
966         }
967
968         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
969
970         release = atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock);
971         spin_lock(&bp->b_lock);
972         if (!release) {
973                 /*
974                  * Drop the in-flight state if the buffer is already on the LRU
975                  * and it holds the only reference. This is racy because we
976                  * haven't acquired the pag lock, but the use of _XBF_IN_FLIGHT
977                  * ensures the decrement occurs only once per-buf.
978                  */
979                 if ((atomic_read(&bp->b_hold) == 1) && !list_empty(&bp->b_lru))
980                         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
981                 goto out_unlock;
982         }
983
984         /* the last reference has been dropped ... */
985         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
986         if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
987                 /*
988                  * If the buffer is added to the LRU take a new reference to the
989                  * buffer for the LRU and clear the (now stale) dispose list
990                  * state flag
991                  */
992                 if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
993                         bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
994                         atomic_inc(&bp->b_hold);
995                 }
996                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
997         } else {
998                 /*
999                  * most of the time buffers will already be removed from the
1000                  * LRU, so optimise that case by checking for the
1001                  * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the buffer
1002                  * was on was the disposal list
1003                  */
1004                 if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
1005                         list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
1006                 } else {
1007                         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
1008                 }
1009
1010                 ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1011                 rhashtable_remove_fast(&pag->pag_buf_hash, &bp->b_rhash_head,
1012                                        xfs_buf_hash_params);
1013                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
1014                 xfs_perag_put(pag);
1015                 freebuf = true;
1016         }
1017
1018 out_unlock:
1019         spin_unlock(&bp->b_lock);
1020
1021         if (freebuf)
1022                 xfs_buf_free(bp);
1023 }
1024
1025
1026 /*
1027  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
1028  *
1029  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
1030  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
1031  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
1032  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
1033  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
1034  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
1035  *      to push on stale inode buffers.
1036  */
1037 int
1038 xfs_buf_trylock(
1039         struct xfs_buf          *bp)
1040 {
1041         int                     locked;
1042
1043         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
1044         if (locked) {
1045                 XB_SET_OWNER(bp);
1046                 trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
1047         } else {
1048                 trace_xfs_buf_trylock_fail(bp, _RET_IP_);
1049         }
1050         return locked;
1051 }
1052
1053 /*
1054  *      Lock a buffer object.
1055  *
1056  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
1057  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
1058  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
1059  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
1060  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
1061  */
1062 void
1063 xfs_buf_lock(
1064         struct xfs_buf          *bp)
1065 {
1066         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
1067
1068         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
1069                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
1070         down(&bp->b_sema);
1071         XB_SET_OWNER(bp);
1072
1073         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
1074 }
1075
1076 void
1077 xfs_buf_unlock(
1078         struct xfs_buf          *bp)
1079 {
1080         XB_CLEAR_OWNER(bp);
1081         up(&bp->b_sema);
1082
1083         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
1084 }
1085
1086 STATIC void
1087 xfs_buf_wait_unpin(
1088         xfs_buf_t               *bp)
1089 {
1090         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
1091
1092         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1093                 return;
1094
1095         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1096         for (;;) {
1097                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1098                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1099                         break;
1100                 io_schedule();
1101         }
1102         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1103         set_current_state(TASK_RUNNING);
1104 }
1105
1106 /*
1107  *      Buffer Utility Routines
1108  */
1109
1110 void
1111 xfs_buf_ioend(
1112         struct xfs_buf  *bp)
1113 {
1114         bool            read = bp->b_flags & XBF_READ;
1115
1116         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1117
1118         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1119
1120         /*
1121          * Pull in IO completion errors now. We are guaranteed to be running
1122          * single threaded, so we don't need the lock to read b_io_error.
1123          */
1124         if (!bp->b_error && bp->b_io_error)
1125                 xfs_buf_ioerror(bp, bp->b_io_error);
1126
1127         /* Only validate buffers that were read without errors */
1128         if (read && !bp->b_error && bp->b_ops) {
1129                 ASSERT(!bp->b_iodone);
1130                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1131         }
1132
1133         if (!bp->b_error)
1134                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1135
1136         if (bp->b_iodone)
1137                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1138         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1139                 xfs_buf_relse(bp);
1140         else
1141                 complete(&bp->b_iowait);
1142 }
1143
1144 static void
1145 xfs_buf_ioend_work(
1146         struct work_struct      *work)
1147 {
1148         struct xfs_buf          *bp =
1149                 container_of(work, xfs_buf_t, b_ioend_work);
1150
1151         xfs_buf_ioend(bp);
1152 }
1153
1154 static void
1155 xfs_buf_ioend_async(
1156         struct xfs_buf  *bp)
1157 {
1158         INIT_WORK(&bp->b_ioend_work, xfs_buf_ioend_work);
1159         queue_work(bp->b_ioend_wq, &bp->b_ioend_work);
1160 }
1161
1162 void
1163 xfs_buf_ioerror(
1164         xfs_buf_t               *bp,
1165         int                     error)
1166 {
1167         ASSERT(error <= 0 && error >= -1000);
1168         bp->b_error = error;
1169         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1170 }
1171
1172 void
1173 xfs_buf_ioerror_alert(
1174         struct xfs_buf          *bp,
1175         const char              *func)
1176 {
1177         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1178 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1179                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, -bp->b_error, bp->b_length);
1180 }
1181
1182 int
1183 xfs_bwrite(
1184         struct xfs_buf          *bp)
1185 {
1186         int                     error;
1187
1188         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1189
1190         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1191         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q |
1192                          XBF_WRITE_FAIL | XBF_DONE);
1193
1194         error = xfs_buf_submit_wait(bp);
1195         if (error) {
1196                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1197                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1198         }
1199         return error;
1200 }
1201
1202 static void
1203 xfs_buf_bio_end_io(
1204         struct bio              *bio)
1205 {
1206         struct xfs_buf          *bp = (struct xfs_buf *)bio->bi_private;
1207
1208         /*
1209          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1210          * buffers that require multiple bios to complete.
1211          */
1212         if (bio->bi_error)
1213                 cmpxchg(&bp->b_io_error, 0, bio->bi_error);
1214
1215         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1216                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1217
1218         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1219                 xfs_buf_ioend_async(bp);
1220         bio_put(bio);
1221 }
1222
1223 static void
1224 xfs_buf_ioapply_map(
1225         struct xfs_buf  *bp,
1226         int             map,
1227         int             *buf_offset,
1228         int             *count,
1229         int             op,
1230         int             op_flags)
1231 {
1232         int             page_index;
1233         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1234         int             nr_pages;
1235         struct bio      *bio;
1236         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1237         int             size;
1238         int             offset;
1239
1240         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1241
1242         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1243         page_index = 0;
1244         offset = *buf_offset;
1245         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1246                 page_index++;
1247                 offset -= PAGE_SIZE;
1248         }
1249
1250         /*
1251          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1252          * remaining IO count for the next time around.
1253          */
1254         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1255         *count -= size;
1256         *buf_offset += size;
1257
1258 next_chunk:
1259         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1260         nr_pages = min(total_nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
1261
1262         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1263         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1264         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1265         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1266         bio->bi_private = bp;
1267         bio_set_op_attrs(bio, op, op_flags);
1268
1269         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1270                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1271
1272                 if (nbytes > size)
1273                         nbytes = size;
1274
1275                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1276                                       offset);
1277                 if (rbytes < nbytes)
1278                         break;
1279
1280                 offset = 0;
1281                 sector += BTOBB(nbytes);
1282                 size -= nbytes;
1283                 total_nr_pages--;
1284         }
1285
1286         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1287                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1288                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1289                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1290                 }
1291                 submit_bio(bio);
1292                 if (size)
1293                         goto next_chunk;
1294         } else {
1295                 /*
1296                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1297                  * because the caller (xfs_buf_submit) holds a count itself.
1298                  */
1299                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1300                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1301                 bio_put(bio);
1302         }
1303
1304 }
1305
1306 STATIC void
1307 _xfs_buf_ioapply(
1308         struct xfs_buf  *bp)
1309 {
1310         struct blk_plug plug;
1311         int             op;
1312         int             op_flags = 0;
1313         int             offset;
1314         int             size;
1315         int             i;
1316
1317         /*
1318          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1319          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1320          */
1321         bp->b_error = 0;
1322
1323         /*
1324          * Initialize the I/O completion workqueue if we haven't yet or the
1325          * submitter has not opted to specify a custom one.
1326          */
1327         if (!bp->b_ioend_wq)
1328                 bp->b_ioend_wq = bp->b_target->bt_mount->m_buf_workqueue;
1329
1330         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1331                 op = REQ_OP_WRITE;
1332                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1333                         op_flags = REQ_SYNC;
1334                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1335                         op_flags |= REQ_FUA;
1336                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1337                         op_flags |= REQ_PREFLUSH;
1338
1339                 /*
1340                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1341                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1342                  * the IO should not be dispatched.
1343                  */
1344                 if (bp->b_ops) {
1345                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1346                         if (bp->b_error) {
1347                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1348                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1349                                 return;
1350                         }
1351                 } else if (bp->b_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL) {
1352                         struct xfs_mount *mp = bp->b_target->bt_mount;
1353
1354                         /*
1355                          * non-crc filesystems don't attach verifiers during
1356                          * log recovery, so don't warn for such filesystems.
1357                          */
1358                         if (xfs_sb_version_hascrc(&mp->m_sb)) {
1359                                 xfs_warn(mp,
1360                                         "%s: no ops on block 0x%llx/0x%x",
1361                                         __func__, bp->b_bn, bp->b_length);
1362                                 xfs_hex_dump(bp->b_addr, 64);
1363                                 dump_stack();
1364                         }
1365                 }
1366         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1367                 op = REQ_OP_READ;
1368                 op_flags = REQ_RAHEAD;
1369         } else {
1370                 op = REQ_OP_READ;
1371         }
1372
1373         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1374         op_flags |= REQ_META;
1375
1376         /*
1377          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1378          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1379          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1380          * subsequent call.
1381          */
1382         offset = bp->b_offset;
1383         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1384         blk_start_plug(&plug);
1385         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1386                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, op, op_flags);
1387                 if (bp->b_error)
1388                         break;
1389                 if (size <= 0)
1390                         break;  /* all done */
1391         }
1392         blk_finish_plug(&plug);
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Asynchronous IO submission path. This transfers the buffer lock ownership and
1397  * the current reference to the IO. It is not safe to reference the buffer after
1398  * a call to this function unless the caller holds an additional reference
1399  * itself.
1400  */
1401 void
1402 xfs_buf_submit(
1403         struct xfs_buf  *bp)
1404 {
1405         trace_xfs_buf_submit(bp, _RET_IP_);
1406
1407         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1408         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
1409
1410         /* on shutdown we stale and complete the buffer immediately */
1411         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1412                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1413                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1414                 xfs_buf_stale(bp);
1415                 xfs_buf_ioend(bp);
1416                 return;
1417         }
1418
1419         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1420                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1421
1422         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1423         bp->b_io_error = 0;
1424
1425         /*
1426          * The caller's reference is released during I/O completion.
1427          * This occurs some time after the last b_io_remaining reference is
1428          * released, so after we drop our Io reference we have to have some
1429          * other reference to ensure the buffer doesn't go away from underneath
1430          * us. Take a direct reference to ensure we have safe access to the
1431          * buffer until we are finished with it.
1432          */
1433         xfs_buf_hold(bp);
1434
1435         /*
1436          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1437          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1438          * xfs_buf_ioend too early.
1439          */
1440         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1441         xfs_buf_ioacct_inc(bp);
1442         _xfs_buf_ioapply(bp);
1443
1444         /*
1445          * If _xfs_buf_ioapply failed, we can get back here with only the IO
1446          * reference we took above. If we drop it to zero, run completion so
1447          * that we don't return to the caller with completion still pending.
1448          */
1449         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1) {
1450                 if (bp->b_error)
1451                         xfs_buf_ioend(bp);
1452                 else
1453                         xfs_buf_ioend_async(bp);
1454         }
1455
1456         xfs_buf_rele(bp);
1457         /* Note: it is not safe to reference bp now we've dropped our ref */
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Synchronous buffer IO submission path, read or write.
1462  */
1463 int
1464 xfs_buf_submit_wait(
1465         struct xfs_buf  *bp)
1466 {
1467         int             error;
1468
1469         trace_xfs_buf_submit_wait(bp, _RET_IP_);
1470
1471         ASSERT(!(bp->b_flags & (_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC)));
1472
1473         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1474                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1475                 xfs_buf_stale(bp);
1476                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1477                 return -EIO;
1478         }
1479
1480         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1481                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1482
1483         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1484         bp->b_io_error = 0;
1485
1486         /*
1487          * For synchronous IO, the IO does not inherit the submitters reference
1488          * count, nor the buffer lock. Hence we cannot release the reference we
1489          * are about to take until we've waited for all IO completion to occur,
1490          * including any xfs_buf_ioend_async() work that may be pending.
1491          */
1492         xfs_buf_hold(bp);
1493
1494         /*
1495          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1496          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1497          * xfs_buf_ioend too early.
1498          */
1499         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1500         _xfs_buf_ioapply(bp);
1501
1502         /*
1503          * make sure we run completion synchronously if it raced with us and is
1504          * already complete.
1505          */
1506         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1507                 xfs_buf_ioend(bp);
1508
1509         /* wait for completion before gathering the error from the buffer */
1510         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1511         wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1512         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1513         error = bp->b_error;
1514
1515         /*
1516          * all done now, we can release the hold that keeps the buffer
1517          * referenced for the entire IO.
1518          */
1519         xfs_buf_rele(bp);
1520         return error;
1521 }
1522
1523 void *
1524 xfs_buf_offset(
1525         struct xfs_buf          *bp,
1526         size_t                  offset)
1527 {
1528         struct page             *page;
1529
1530         if (bp->b_addr)
1531                 return bp->b_addr + offset;
1532
1533         offset += bp->b_offset;
1534         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1535         return page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1536 }
1537
1538 /*
1539  *      Move data into or out of a buffer.
1540  */
1541 void
1542 xfs_buf_iomove(
1543         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1544         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1545         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1546         void                    *data,  /* data address                 */
1547         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1548 {
1549         size_t                  bend;
1550
1551         bend = boff + bsize;
1552         while (boff < bend) {
1553                 struct page     *page;
1554                 int             page_index, page_offset, csize;
1555
1556                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1557                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1558                 page = bp->b_pages[page_index];
1559                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1560                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1561
1562                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1563
1564                 switch (mode) {
1565                 case XBRW_ZERO:
1566                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1567                         break;
1568                 case XBRW_READ:
1569                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1570                         break;
1571                 case XBRW_WRITE:
1572                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1573                 }
1574
1575                 boff += csize;
1576                 data += csize;
1577         }
1578 }
1579
1580 /*
1581  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1582  */
1583
1584 /*
1585  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1586  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1587  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1588  */
1589 static enum lru_status
1590 xfs_buftarg_wait_rele(
1591         struct list_head        *item,
1592         struct list_lru_one     *lru,
1593         spinlock_t              *lru_lock,
1594         void                    *arg)
1595
1596 {
1597         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1598         struct list_head        *dispose = arg;
1599
1600         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1601                 /* need to wait, so skip it this pass */
1602                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1603                 return LRU_SKIP;
1604         }
1605         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1606                 return LRU_SKIP;
1607
1608         /*
1609          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1610          * ignored in xfs_buf_rele().
1611          */
1612         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1613         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1614         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1615         spin_unlock(&bp->b_lock);
1616         return LRU_REMOVED;
1617 }
1618
1619 void
1620 xfs_wait_buftarg(
1621         struct xfs_buftarg      *btp)
1622 {
1623         LIST_HEAD(dispose);
1624         int loop = 0;
1625
1626         /*
1627          * First wait on the buftarg I/O count for all in-flight buffers to be
1628          * released. This is critical as new buffers do not make the LRU until
1629          * they are released.
1630          *
1631          * Next, flush the buffer workqueue to ensure all completion processing
1632          * has finished. Just waiting on buffer locks is not sufficient for
1633          * async IO as the reference count held over IO is not released until
1634          * after the buffer lock is dropped. Hence we need to ensure here that
1635          * all reference counts have been dropped before we start walking the
1636          * LRU list.
1637          */
1638         while (percpu_counter_sum(&btp->bt_io_count))
1639                 delay(100);
1640         flush_workqueue(btp->bt_mount->m_buf_workqueue);
1641
1642         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1643         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1644                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1645                               &dispose, LONG_MAX);
1646
1647                 while (!list_empty(&dispose)) {
1648                         struct xfs_buf *bp;
1649                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1650                         list_del_init(&bp->b_lru);
1651                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1652                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1653 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!",
1654                                         (long long)bp->b_bn);
1655                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1656 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.");
1657                         }
1658                         xfs_buf_rele(bp);
1659                 }
1660                 if (loop++ != 0)
1661                         delay(100);
1662         }
1663 }
1664
1665 static enum lru_status
1666 xfs_buftarg_isolate(
1667         struct list_head        *item,
1668         struct list_lru_one     *lru,
1669         spinlock_t              *lru_lock,
1670         void                    *arg)
1671 {
1672         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1673         struct list_head        *dispose = arg;
1674
1675         /*
1676          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1677          * If we fail to get the lock, just skip it.
1678          */
1679         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1680                 return LRU_SKIP;
1681         /*
1682          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1683          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1684          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1685          */
1686         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1687                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1688                 return LRU_ROTATE;
1689         }
1690
1691         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1692         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1693         spin_unlock(&bp->b_lock);
1694         return LRU_REMOVED;
1695 }
1696
1697 static unsigned long
1698 xfs_buftarg_shrink_scan(
1699         struct shrinker         *shrink,
1700         struct shrink_control   *sc)
1701 {
1702         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1703                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1704         LIST_HEAD(dispose);
1705         unsigned long           freed;
1706
1707         freed = list_lru_shrink_walk(&btp->bt_lru, sc,
1708                                      xfs_buftarg_isolate, &dispose);
1709
1710         while (!list_empty(&dispose)) {
1711                 struct xfs_buf *bp;
1712                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1713                 list_del_init(&bp->b_lru);
1714                 xfs_buf_rele(bp);
1715         }
1716
1717         return freed;
1718 }
1719
1720 static unsigned long
1721 xfs_buftarg_shrink_count(
1722         struct shrinker         *shrink,
1723         struct shrink_control   *sc)
1724 {
1725         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1726                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1727         return list_lru_shrink_count(&btp->bt_lru, sc);
1728 }
1729
1730 void
1731 xfs_free_buftarg(
1732         struct xfs_mount        *mp,
1733         struct xfs_buftarg      *btp)
1734 {
1735         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1736         ASSERT(percpu_counter_sum(&btp->bt_io_count) == 0);
1737         percpu_counter_destroy(&btp->bt_io_count);
1738         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1739
1740         xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1741
1742         kmem_free(btp);
1743 }
1744
1745 int
1746 xfs_setsize_buftarg(
1747         xfs_buftarg_t           *btp,
1748         unsigned int            sectorsize)
1749 {
1750         /* Set up metadata sector size info */
1751         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1752         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1753
1754         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1755                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1756                         "Cannot set_blocksize to %u on device %pg",
1757                         sectorsize, btp->bt_bdev);
1758                 return -EINVAL;
1759         }
1760
1761         /* Set up device logical sector size mask */
1762         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1763         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1764
1765         return 0;
1766 }
1767
1768 /*
1769  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1770  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1771  * are being used at this early stage.  Play safe.
1772  */
1773 STATIC int
1774 xfs_setsize_buftarg_early(
1775         xfs_buftarg_t           *btp,
1776         struct block_device     *bdev)
1777 {
1778         return xfs_setsize_buftarg(btp, bdev_logical_block_size(bdev));
1779 }
1780
1781 xfs_buftarg_t *
1782 xfs_alloc_buftarg(
1783         struct xfs_mount        *mp,
1784         struct block_device     *bdev)
1785 {
1786         xfs_buftarg_t           *btp;
1787
1788         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1789
1790         btp->bt_mount = mp;
1791         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1792         btp->bt_bdev = bdev;
1793         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1794
1795         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1796                 goto error;
1797
1798         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1799                 goto error;
1800
1801         if (percpu_counter_init(&btp->bt_io_count, 0, GFP_KERNEL))
1802                 goto error;
1803
1804         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1805         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1806         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1807         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1808         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1809         return btp;
1810
1811 error:
1812         kmem_free(btp);
1813         return NULL;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Add a buffer to the delayed write list.
1818  *
1819  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1820  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1821  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1822  * to the callers.
1823  *
1824  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1825  * been on the buffer list.
1826  */
1827 bool
1828 xfs_buf_delwri_queue(
1829         struct xfs_buf          *bp,
1830         struct list_head        *list)
1831 {
1832         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1833         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1834
1835         /*
1836          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1837          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1838          * case.
1839          */
1840         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1841                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1842                 return false;
1843         }
1844
1845         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1846
1847         /*
1848          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1849          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1850          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1851          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1852          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1853          * which case we need just need to re-add the flag here.
1854          */
1855         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1856         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1857                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1858                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1859         }
1860
1861         return true;
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Compare function is more complex than it needs to be because
1866  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1867  * on 64 bit values
1868  */
1869 static int
1870 xfs_buf_cmp(
1871         void            *priv,
1872         struct list_head *a,
1873         struct list_head *b)
1874 {
1875         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1876         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1877         xfs_daddr_t             diff;
1878
1879         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1880         if (diff < 0)
1881                 return -1;
1882         if (diff > 0)
1883                 return 1;
1884         return 0;
1885 }
1886
1887 /*
1888  * submit buffers for write.
1889  *
1890  * When we have a large buffer list, we do not want to hold all the buffers
1891  * locked while we block on the request queue waiting for IO dispatch. To avoid
1892  * this problem, we lock and submit buffers in groups of 50, thereby minimising
1893  * the lock hold times for lists which may contain thousands of objects.
1894  *
1895  * To do this, we sort the buffer list before we walk the list to lock and
1896  * submit buffers, and we plug and unplug around each group of buffers we
1897  * submit.
1898  */
1899 static int
1900 xfs_buf_delwri_submit_buffers(
1901         struct list_head        *buffer_list,
1902         struct list_head        *wait_list)
1903 {
1904         struct xfs_buf          *bp, *n;
1905         LIST_HEAD               (submit_list);
1906         int                     pinned = 0;
1907         struct blk_plug         plug;
1908
1909         list_sort(NULL, buffer_list, xfs_buf_cmp);
1910
1911         blk_start_plug(&plug);
1912         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1913                 if (!wait_list) {
1914                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1915                                 pinned++;
1916                                 continue;
1917                         }
1918                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1919                                 continue;
1920                 } else {
1921                         xfs_buf_lock(bp);
1922                 }
1923
1924                 /*
1925                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1926                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1927                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1928                  * reference and remove it from the list here.
1929                  */
1930                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1931                         list_del_init(&bp->b_list);
1932                         xfs_buf_relse(bp);
1933                         continue;
1934                 }
1935
1936                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1937
1938                 /*
1939                  * We do all IO submission async. This means if we need
1940                  * to wait for IO completion we need to take an extra
1941                  * reference so the buffer is still valid on the other
1942                  * side. We need to move the buffer onto the io_list
1943                  * at this point so the caller can still access it.
1944                  */
1945                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_WRITE_FAIL);
1946                 bp->b_flags |= XBF_WRITE | XBF_ASYNC;
1947                 if (wait_list) {
1948                         xfs_buf_hold(bp);
1949                         list_move_tail(&bp->b_list, wait_list);
1950                 } else
1951                         list_del_init(&bp->b_list);
1952
1953                 xfs_buf_submit(bp);
1954         }
1955         blk_finish_plug(&plug);
1956
1957         return pinned;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Write out a buffer list asynchronously.
1962  *
1963  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1964  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1965  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1966  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1967  * function.
1968  */
1969 int
1970 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1971         struct list_head        *buffer_list)
1972 {
1973         return xfs_buf_delwri_submit_buffers(buffer_list, NULL);
1974 }
1975
1976 /*
1977  * Write out a buffer list synchronously.
1978  *
1979  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1980  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1981  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1982  * functionality.
1983  */
1984 int
1985 xfs_buf_delwri_submit(
1986         struct list_head        *buffer_list)
1987 {
1988         LIST_HEAD               (wait_list);
1989         int                     error = 0, error2;
1990         struct xfs_buf          *bp;
1991
1992         xfs_buf_delwri_submit_buffers(buffer_list, &wait_list);
1993
1994         /* Wait for IO to complete. */
1995         while (!list_empty(&wait_list)) {
1996                 bp = list_first_entry(&wait_list, struct xfs_buf, b_list);
1997
1998                 list_del_init(&bp->b_list);
1999
2000                 /* locking the buffer will wait for async IO completion. */
2001                 xfs_buf_lock(bp);
2002                 error2 = bp->b_error;
2003                 xfs_buf_relse(bp);
2004                 if (!error)
2005                         error = error2;
2006         }
2007
2008         return error;
2009 }
2010
2011 int __init
2012 xfs_buf_init(void)
2013 {
2014         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
2015                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
2016         if (!xfs_buf_zone)
2017                 goto out;
2018
2019         return 0;
2020
2021  out:
2022         return -ENOMEM;
2023 }
2024
2025 void
2026 xfs_buf_terminate(void)
2027 {
2028         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
2029 }