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
 400                 do {
 401                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
 402                                                 -1, PAGE_KERNEL);
 403                         if (bp->b_addr)
 404                                 break;
 405                         vm_unmap_aliases();
 406                 } while (retried++ <= 1);
 407
 408                 if (!bp->b_addr)
 409                         return -ENOMEM;
 410                 bp->b_addr += bp->b_offset;
 411         }
 412
 413         return 0;
 414 }
 415
 416 /*
 417  *      Finding and Reading Buffers
 418  */
 419
 420 /*
 421  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
 422  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
 423  *      locked. No I/O is implied by this call.
 424  */
 425 xfs_buf_t *
 426 _xfs_buf_find(
 427         struct xfs_buftarg      *btp,
 428         struct xfs_buf_map      *map,
 429         int                     nmaps,
 430         xfs_buf_flags_t         flags,
 431         xfs_buf_t               *new_bp)
 432 {
 433         size_t                  numbytes;
 434         struct xfs_perag        *pag;
 435         struct rb_node          **rbp;
 436         struct rb_node          *parent;
 437         xfs_buf_t               *bp;
 438         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
 439         xfs_daddr_t             eofs;
 440         int                     numblks = 0;
 441         int                     i;
 442
 443         for (i = 0; i < nmaps; i++)
 444                 numblks += map[i].bm_len;
 445         numbytes = BBTOB(numblks);
 446
 447         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
 448         ASSERT(!(numbytes < (1 << btp->bt_sshift)));
 449         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_smask));
 450
 451         /*
 452          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
 453          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
 454          */
 455         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
 456         if (blkno >= eofs) {
 457                 /*
 458                  * XXX (dgc): we should really be returning EFSCORRUPTED here,
 459                  * but none of the higher level infrastructure supports
 460                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
 461                  */
 462                 xfs_alert(btp->bt_mount,
 463                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
 464                           __func__, blkno, eofs);
 465                 WARN_ON(1);
 466                 return NULL;
 467         }
 468
 469         /* get tree root */
 470         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
 471                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
 472
 473         /* walk tree */
 474         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
 475         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
 476         parent = NULL;
 477         bp = NULL;
 478         while (*rbp) {
 479                 parent = *rbp;
 480                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
 481
 482                 if (blkno < bp->b_bn)
 483                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
 484                 else if (blkno > bp->b_bn)
 485                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
 486                 else {
 487                         /*
 488                          * found a block number match. If the range doesn't
 489                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
 490                          * in the cache is stale and the transaction that made
 491                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
 492                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
 493                          * continue searching to the right for an exact match.
 494                          */
 495                         if (bp->b_length != numblks) {
 496                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
 497                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
 498                                 continue;
 499                         }
 500                         atomic_inc(&bp->b_hold);
 501                         goto found;
 502                 }
 503         }
 504
 505         /* No match found */
 506         if (new_bp) {
 507                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
 508                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 509                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
 510                 new_bp->b_pag = pag;
 511                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 512         } else {
 513                 XFS_STATS_INC(xb_miss_locked);
 514                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 515                 xfs_perag_put(pag);
 516         }
 517         return new_bp;
 518
 519 found:
 520         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 521         xfs_perag_put(pag);
 522
 523         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
 524                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
 525                         xfs_buf_rele(bp);
 526                         XFS_STATS_INC(xb_busy_locked);
 527                         return NULL;
 528                 }
 529                 xfs_buf_lock(bp);
 530                 XFS_STATS_INC(xb_get_locked_waited);
 531         }
 532
 533         /*
 534          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
 535          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
 536          * intact here.
 537          */
 538         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
 539                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
 540                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
 541                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
 542                 bp->b_ops = NULL;
 543         }
 544
 545         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
 546         XFS_STATS_INC(xb_get_locked);
 547         return bp;
 548 }
 549
 550 /*
 551  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
 552  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
 553  * more hits than misses.
 554  */
 555 struct xfs_buf *
 556 xfs_buf_get_map(
 557         struct xfs_buftarg      *target,
 558         struct xfs_buf_map      *map,
 559         int                     nmaps,
 560         xfs_buf_flags_t         flags)
 561 {
 562         struct xfs_buf          *bp;
 563         struct xfs_buf          *new_bp;
 564         int                     error = 0;
 565
 566         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
 567         if (likely(bp))
 568                 goto found;
 569
 570         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
 571         if (unlikely(!new_bp))
 572                 return NULL;
 573
 574         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
 575         if (error) {
 576                 xfs_buf_free(new_bp);
 577                 return NULL;
 578         }
 579
 580         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
 581         if (!bp) {
 582                 xfs_buf_free(new_bp);
 583                 return NULL;
 584         }
 585
 586         if (bp != new_bp)
 587                 xfs_buf_free(new_bp);
 588
 589 found:
 590         if (!bp->b_addr) {
 591                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
 592                 if (unlikely(error)) {
 593                         xfs_warn(target->bt_mount,
 594                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
 595                         xfs_buf_relse(bp);
 596                         return NULL;
 597                 }
 598         }
 599
 600         XFS_STATS_INC(xb_get);
 601         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
 602         return bp;
 603 }
 604
 605 STATIC int
 606 _xfs_buf_read(
 607         xfs_buf_t               *bp,
 608         xfs_buf_flags_t         flags)
 609 {
 610         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
 611         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
 612
 613         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 614         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 615
 616         xfs_buf_iorequest(bp);
 617         if (flags & XBF_ASYNC)
 618                 return 0;
 619         return xfs_buf_iowait(bp);
 620 }
 621
 622 xfs_buf_t *
 623 xfs_buf_read_map(
 624         struct xfs_buftarg      *target,
 625         struct xfs_buf_map      *map,
 626         int                     nmaps,
 627         xfs_buf_flags_t         flags,
 628         const struct xfs_buf_ops *ops)
 629 {
 630         struct xfs_buf          *bp;
 631
 632         flags |= XBF_READ;
 633
 634         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
 635         if (bp) {
 636                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
 637
 638                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
 639                         XFS_STATS_INC(xb_get_read);
 640                         bp->b_ops = ops;
 641                         _xfs_buf_read(bp, flags);
 642                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
 643                         /*
 644                          * Read ahead call which is already satisfied,
 645                          * drop the buffer
 646                          */
 647                         xfs_buf_relse(bp);
 648                         return NULL;
 649                 } else {
 650                         /* We do not want read in the flags */
 651                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
 652                 }
 653         }
 654
 655         return bp;
 656 }
 657
 658 /*
 659  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
 660  *      safe manner.
 661  */
 662 void
 663 xfs_buf_readahead_map(
 664         struct xfs_buftarg      *target,
 665         struct xfs_buf_map      *map,
 666         int                     nmaps,
 667         const struct xfs_buf_ops *ops)
 668 {
 669         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
 670                 return;
 671
 672         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
 673                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
 674 }
 675
 676 /*
 677  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
 678  * buffer containing the disk contents or nothing.
 679  */
 680 struct xfs_buf *
 681 xfs_buf_read_uncached(
 682         struct xfs_buftarg      *target,
 683         xfs_daddr_t             daddr,
 684         size_t                  numblks,
 685         int                     flags,
 686         const struct xfs_buf_ops *ops)
 687 {
 688         struct xfs_buf          *bp;
 689
 690         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
 691         if (!bp)
 692                 return NULL;
 693
 694         /* set up the buffer for a read IO */
 695         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 696         bp->b_bn = daddr;
 697         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
 698         bp->b_flags |= XBF_READ;
 699         bp->b_ops = ops;
 700
 701         xfsbdstrat(target->bt_mount, bp);
 702         xfs_buf_iowait(bp);
 703         return bp;
 704 }
 705
 706 /*
 707  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
 708  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
 709  */
 710 void
 711 xfs_buf_set_empty(
 712         struct xfs_buf          *bp,
 713         size_t                  numblks)
 714 {
 715         if (bp->b_pages)
 716                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 717
 718         bp->b_pages = NULL;
 719         bp->b_page_count = 0;
 720         bp->b_addr = NULL;
 721         bp->b_length = numblks;
 722         bp->b_io_length = numblks;
 723
 724         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 725         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 726         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 727         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
 728 }
 729
 730 static inline struct page *
 731 mem_to_page(
 732         void                    *addr)
 733 {
 734         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
 735                 return virt_to_page(addr);
 736         } else {
 737                 return vmalloc_to_page(addr);
 738         }
 739 }
 740
 741 int
 742 xfs_buf_associate_memory(
 743         xfs_buf_t               *bp,
 744         void                    *mem,
 745         size_t                  len)
 746 {
 747         int                     rval;
 748         int                     i = 0;
 749         unsigned long           pageaddr;
 750         unsigned long           offset;
 751         size_t                  buflen;
 752         int                     page_count;
 753
 754         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
 755         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
 756         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
 757         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
 758
 759         /* Free any previous set of page pointers */
 760         if (bp->b_pages)
 761                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 762
 763         bp->b_pages = NULL;
 764         bp->b_addr = mem;
 765
 766         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
 767         if (rval)
 768                 return rval;
 769
 770         bp->b_offset = offset;
 771
 772         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 773                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
 774                 pageaddr += PAGE_SIZE;
 775         }
 776
 777         bp->b_io_length = BTOBB(len);
 778         bp->b_length = BTOBB(buflen);
 779
 780         return 0;
 781 }
 782
 783 xfs_buf_t *
 784 xfs_buf_get_uncached(
 785         struct xfs_buftarg      *target,
 786         size_t                  numblks,
 787         int                     flags)
 788 {
 789         unsigned long           page_count;
 790         int                     error, i;
 791         struct xfs_buf          *bp;
 792         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
 793
 794         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
 795         if (unlikely(bp == NULL))
 796                 goto fail;
 797
 798         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
 799         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
 800         if (error)
 801                 goto fail_free_buf;
 802
 803         for (i = 0; i < page_count; i++) {
 804                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
 805                 if (!bp->b_pages[i])
 806                         goto fail_free_mem;
 807         }
 808         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 809
 810         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
 811         if (unlikely(error)) {
 812                 xfs_warn(target->bt_mount,
 813                         "%s: failed to map pages", __func__);
 814                 goto fail_free_mem;
 815         }
 816
 817         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
 818         return bp;
 819
 820  fail_free_mem:
 821         while (--i >= 0)
 822                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 823         _xfs_buf_free_pages(bp);
 824  fail_free_buf:
 825         xfs_buf_free_maps(bp);
 826         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 827  fail:
 828         return NULL;
 829 }
 830
 831 /*
 832  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
 833  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
 834  *      Must hold the buffer already to call this function.
 835  */
 836 void
 837 xfs_buf_hold(
 838         xfs_buf_t               *bp)
 839 {
 840         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
 841         atomic_inc(&bp->b_hold);
 842 }
 843
 844 /*
 845  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
 846  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
 847  */
 848 void
 849 xfs_buf_rele(
 850         xfs_buf_t               *bp)
 851 {
 852         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
 853
 854         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
 855
 856         if (!pag) {
 857                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 858                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 859                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
 860                         xfs_buf_free(bp);
 861                 return;
 862         }
 863
 864         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 865
 866         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
 867         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
 868                 spin_lock(&bp->b_lock);
 869                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
 870                         /*
 871                          * If the buffer is added to the LRU take a new
 872                          * reference to the buffer for the LRU and clear the
 873                          * (now stale) dispose list state flag
 874                          */
 875                         if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
 876                                 bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
 877                                 atomic_inc(&bp->b_hold);
 878                         }
 879                         spin_unlock(&bp->b_lock);
 880                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 881                 } else {
 882                         /*
 883                          * most of the time buffers will already be removed from
 884                          * the LRU, so optimise that case by checking for the
 885                          * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the
 886                          * buffer was on was the disposal list
 887                          */
 888                         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
 889                                 list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
 890                         } else {
 891                                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 892                         }
 893                         spin_unlock(&bp->b_lock);
 894
 895                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
 896                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 897                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 898                         xfs_perag_put(pag);
 899                         xfs_buf_free(bp);
 900                 }
 901         }
 902 }
 903
 904
 905 /*
 906  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
 907  *
 908  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
 909  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
 910  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
 911  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
 912  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
 913  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
 914  *      to push on stale inode buffers.
 915  */
 916 int
 917 xfs_buf_trylock(
 918         struct xfs_buf          *bp)
 919 {
 920         int                     locked;
 921
 922         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
 923         if (locked)
 924                 XB_SET_OWNER(bp);
 925
 926         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
 927         return locked;
 928 }
 929
 930 /*
 931  *      Lock a buffer object.
 932  *
 933  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
 934  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
 935  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
 936  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
 937  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
 938  */
 939 void
 940 xfs_buf_lock(
 941         struct xfs_buf          *bp)
 942 {
 943         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
 944
 945         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
 946                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
 947         down(&bp->b_sema);
 948         XB_SET_OWNER(bp);
 949
 950         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
 951 }
 952
 953 void
 954 xfs_buf_unlock(
 955         struct xfs_buf          *bp)
 956 {
 957         XB_CLEAR_OWNER(bp);
 958         up(&bp->b_sema);
 959
 960         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
 961 }
 962
 963 STATIC void
 964 xfs_buf_wait_unpin(
 965         xfs_buf_t               *bp)
 966 {
 967         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
 968
 969         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
 970                 return;
 971
 972         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
 973         for (;;) {
 974                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 975                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
 976                         break;
 977                 io_schedule();
 978         }
 979         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
 980         set_current_state(TASK_RUNNING);
 981 }
 982
 983 /*
 984  *      Buffer Utility Routines
 985  */
 986
 987 STATIC void
 988 xfs_buf_iodone_work(
 989         struct work_struct      *work)
 990 {
 991         struct xfs_buf          *bp =
 992                 container_of(work, xfs_buf_t, b_iodone_work);
 993         bool                    read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
 994
 995         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
 996
 997         /* only validate buffers that were read without errors */
 998         if (read && bp->b_ops && !bp->b_error && (bp->b_flags & XBF_DONE))
 999                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1000
1001         if (bp->b_iodone)
1002                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1003         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1004                 xfs_buf_relse(bp);
1005         else {
1006                 ASSERT(read && bp->b_ops);
1007                 complete(&bp->b_iowait);
1008         }
1009 }
1010
1011 void
1012 xfs_buf_ioend(
1013         struct xfs_buf  *bp,
1014         int             schedule)
1015 {
1016         bool            read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1017
1018         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1019
1020         if (bp->b_error == 0)
1021                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1022
1023         if (bp->b_iodone || (read && bp->b_ops) || (bp->b_flags & XBF_ASYNC)) {
1024                 if (schedule) {
1025                         INIT_WORK(&bp->b_iodone_work, xfs_buf_iodone_work);
1026                         queue_work(xfslogd_workqueue, &bp->b_iodone_work);
1027                 } else {
1028                         xfs_buf_iodone_work(&bp->b_iodone_work);
1029                 }
1030         } else {
1031                 bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1032                 complete(&bp->b_iowait);
1033         }
1034 }
1035
1036 void
1037 xfs_buf_ioerror(
1038         xfs_buf_t               *bp,
1039         int                     error)
1040 {
1041         ASSERT(error >= 0 && error <= 0xffff);
1042         bp->b_error = (unsigned short)error;
1043         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1044 }
1045
1046 void
1047 xfs_buf_ioerror_alert(
1048         struct xfs_buf          *bp,
1049         const char              *func)
1050 {
1051         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1052 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1053                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, bp->b_error, bp->b_length);
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Called when we want to stop a buffer from getting written or read.
1058  * We attach the EIO error, muck with its flags, and call xfs_buf_ioend
1059  * so that the proper iodone callbacks get called.
1060  */
1061 STATIC int
1062 xfs_bioerror(
1063         xfs_buf_t *bp)
1064 {
1065 #ifdef XFSERRORDEBUG
1066         ASSERT(XFS_BUF_ISREAD(bp) || bp->b_iodone);
1067 #endif
1068
1069         /*
1070          * No need to wait until the buffer is unpinned, we aren't flushing it.
1071          */
1072         xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1073
1074         /*
1075          * We're calling xfs_buf_ioend, so delete XBF_DONE flag.
1076          */
1077         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1078         XFS_BUF_UNDONE(bp);
1079         xfs_buf_stale(bp);
1080
1081         xfs_buf_ioend(bp, 0);
1082
1083         return EIO;
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Same as xfs_bioerror, except that we are releasing the buffer
1088  * here ourselves, and avoiding the xfs_buf_ioend call.
1089  * This is meant for userdata errors; metadata bufs come with
1090  * iodone functions attached, so that we can track down errors.
1091  */
1092 STATIC int
1093 xfs_bioerror_relse(
1094         struct xfs_buf  *bp)
1095 {
1096         int64_t         fl = bp->b_flags;
1097         /*
1098          * No need to wait until the buffer is unpinned.
1099          * We aren't flushing it.
1100          *
1101          * chunkhold expects B_DONE to be set, whether
1102          * we actually finish the I/O or not. We don't want to
1103          * change that interface.
1104          */
1105         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1106         XFS_BUF_DONE(bp);
1107         xfs_buf_stale(bp);
1108         bp->b_iodone = NULL;
1109         if (!(fl & XBF_ASYNC)) {
1110                 /*
1111                  * Mark b_error and B_ERROR _both_.
1112                  * Lot's of chunkcache code assumes that.
1113                  * There's no reason to mark error for
1114                  * ASYNC buffers.
1115                  */
1116                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1117                 complete(&bp->b_iowait);
1118         } else {
1119                 xfs_buf_relse(bp);
1120         }
1121
1122         return EIO;
1123 }
1124
1125 STATIC int
1126 xfs_bdstrat_cb(
1127         struct xfs_buf  *bp)
1128 {
1129         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1130                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1131                 /*
1132                  * Metadata write that didn't get logged but
1133                  * written delayed anyway. These aren't associated
1134                  * with a transaction, and can be ignored.
1135                  */
1136                 if (!bp->b_iodone && !XFS_BUF_ISREAD(bp))
1137                         return xfs_bioerror_relse(bp);
1138                 else
1139                         return xfs_bioerror(bp);
1140         }
1141
1142         xfs_buf_iorequest(bp);
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 int
1147 xfs_bwrite(
1148         struct xfs_buf          *bp)
1149 {
1150         int                     error;
1151
1152         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1153
1154         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1155         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q);
1156
1157         xfs_bdstrat_cb(bp);
1158
1159         error = xfs_buf_iowait(bp);
1160         if (error) {
1161                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1162                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1163         }
1164         return error;
1165 }
1166
1167 /*
1168  * Wrapper around bdstrat so that we can stop data from going to disk in case
1169  * we are shutting down the filesystem.  Typically user data goes thru this
1170  * path; one of the exceptions is the superblock.
1171  */
1172 void
1173 xfsbdstrat(
1174         struct xfs_mount        *mp,
1175         struct xfs_buf          *bp)
1176 {
1177         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1178                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1179                 xfs_bioerror_relse(bp);
1180                 return;
1181         }
1182
1183         xfs_buf_iorequest(bp);
1184 }
1185
1186 STATIC void
1187 _xfs_buf_ioend(
1188         xfs_buf_t               *bp,
1189         int                     schedule)
1190 {
1191         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1192                 xfs_buf_ioend(bp, schedule);
1193 }
1194
1195 STATIC void
1196 xfs_buf_bio_end_io(
1197         struct bio              *bio,
1198         int                     error)
1199 {
1200         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1201
1202         /*
1203          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1204          * buffers that require multiple bios to complete.
1205          */
1206         if (!bp->b_error)
1207                 xfs_buf_ioerror(bp, -error);
1208
1209         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1210                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1211
1212         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1213         bio_put(bio);
1214 }
1215
1216 static void
1217 xfs_buf_ioapply_map(
1218         struct xfs_buf  *bp,
1219         int             map,
1220         int             *buf_offset,
1221         int             *count,
1222         int             rw)
1223 {
1224         int             page_index;
1225         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1226         int             nr_pages;
1227         struct bio      *bio;
1228         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1229         int             size;
1230         int             offset;
1231
1232         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1233
1234         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1235         page_index = 0;
1236         offset = *buf_offset;
1237         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1238                 page_index++;
1239                 offset -= PAGE_SIZE;
1240         }
1241
1242         /*
1243          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1244          * remaining IO count for the next time around.
1245          */
1246         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1247         *count -= size;
1248         *buf_offset += size;
1249
1250 next_chunk:
1251         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1252         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1253         if (nr_pages > total_nr_pages)
1254                 nr_pages = total_nr_pages;
1255
1256         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1257         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1258         bio->bi_sector = sector;
1259         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1260         bio->bi_private = bp;
1261
1262
1263         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1264                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1265
1266                 if (nbytes > size)
1267                         nbytes = size;
1268
1269                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1270                                       offset);
1271                 if (rbytes < nbytes)
1272                         break;
1273
1274                 offset = 0;
1275                 sector += BTOBB(nbytes);
1276                 size -= nbytes;
1277                 total_nr_pages--;
1278         }
1279
1280         if (likely(bio->bi_size)) {
1281                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1282                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1283                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1284                 }
1285                 submit_bio(rw, bio);
1286                 if (size)
1287                         goto next_chunk;
1288         } else {
1289                 /*
1290                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1291                  * because the caller (xfs_buf_iorequest) holds a count itself.
1292                  */
1293                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1294                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1295                 bio_put(bio);
1296         }
1297
1298 }
1299
1300 STATIC void
1301 _xfs_buf_ioapply(
1302         struct xfs_buf  *bp)
1303 {
1304         struct blk_plug plug;
1305         int             rw;
1306         int             offset;
1307         int             size;
1308         int             i;
1309
1310         /*
1311          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1312          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1313          */
1314         bp->b_error = 0;
1315
1316         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1317                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1318                         rw = WRITE_SYNC;
1319                 else
1320                         rw = WRITE;
1321                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1322                         rw |= REQ_FUA;
1323                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1324                         rw |= REQ_FLUSH;
1325
1326                 /*
1327                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1328                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1329                  * the IO should not be dispatched.
1330                  */
1331                 if (bp->b_ops) {
1332                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1333                         if (bp->b_error) {
1334                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1335                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1336                                 return;
1337                         }
1338                 }
1339         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1340                 rw = READA;
1341         } else {
1342                 rw = READ;
1343         }
1344
1345         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1346         rw |= REQ_META;
1347
1348         /*
1349          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1350          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1351          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1352          * subsequent call.
1353          */
1354         offset = bp->b_offset;
1355         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1356         blk_start_plug(&plug);
1357         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1358                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1359                 if (bp->b_error)
1360                         break;
1361                 if (size <= 0)
1362                         break;  /* all done */
1363         }
1364         blk_finish_plug(&plug);
1365 }
1366
1367 void
1368 xfs_buf_iorequest(
1369         xfs_buf_t               *bp)
1370 {
1371         trace_xfs_buf_iorequest(bp, _RET_IP_);
1372
1373         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1374
1375         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1376                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1377         xfs_buf_hold(bp);
1378
1379         /* Set the count to 1 initially, this will stop an I/O
1380          * completion callout which happens before we have started
1381          * all the I/O from calling xfs_buf_ioend too early.
1382          */
1383         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1384         _xfs_buf_ioapply(bp);
1385         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1386
1387         xfs_buf_rele(bp);
1388 }
1389
1390 /*
1391  * Waits for I/O to complete on the buffer supplied.  It returns immediately if
1392  * no I/O is pending or there is already a pending error on the buffer.  It
1393  * returns the I/O error code, if any, or 0 if there was no error.
1394  */
1395 int
1396 xfs_buf_iowait(
1397         xfs_buf_t               *bp)
1398 {
1399         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1400
1401         if (!bp->b_error)
1402                 wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1403
1404         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1405         return bp->b_error;
1406 }
1407
1408 xfs_caddr_t
1409 xfs_buf_offset(
1410         xfs_buf_t               *bp,
1411         size_t                  offset)
1412 {
1413         struct page             *page;
1414
1415         if (bp->b_addr)
1416                 return bp->b_addr + offset;
1417
1418         offset += bp->b_offset;
1419         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1420         return (xfs_caddr_t)page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1421 }
1422
1423 /*
1424  *      Move data into or out of a buffer.
1425  */
1426 void
1427 xfs_buf_iomove(
1428         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1429         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1430         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1431         void                    *data,  /* data address                 */
1432         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1433 {
1434         size_t                  bend;
1435
1436         bend = boff + bsize;
1437         while (boff < bend) {
1438                 struct page     *page;
1439                 int             page_index, page_offset, csize;
1440
1441                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1442                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1443                 page = bp->b_pages[page_index];
1444                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1445                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1446
1447                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1448
1449                 switch (mode) {
1450                 case XBRW_ZERO:
1451                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1452                         break;
1453                 case XBRW_READ:
1454                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1455                         break;
1456                 case XBRW_WRITE:
1457                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1458                 }
1459
1460                 boff += csize;
1461                 data += csize;
1462         }
1463 }
1464
1465 /*
1466  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1467  */
1468
1469 /*
1470  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1471  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1472  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1473  */
1474 static enum lru_status
1475 xfs_buftarg_wait_rele(
1476         struct list_head        *item,
1477         spinlock_t              *lru_lock,
1478         void                    *arg)
1479
1480 {
1481         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1482         struct list_head        *dispose = arg;
1483
1484         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1485                 /* need to wait, so skip it this pass */
1486                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1487                 return LRU_SKIP;
1488         }
1489         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1490                 return LRU_SKIP;
1491
1492         /*
1493          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1494          * ignored in xfs_buf_rele().
1495          */
1496         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1497         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1498         list_move(item, dispose);
1499         spin_unlock(&bp->b_lock);
1500         return LRU_REMOVED;
1501 }
1502
1503 void
1504 xfs_wait_buftarg(
1505         struct xfs_buftarg      *btp)
1506 {
1507         LIST_HEAD(dispose);
1508         int loop = 0;
1509
1510         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1511         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1512                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1513                               &dispose, LONG_MAX);
1514
1515                 while (!list_empty(&dispose)) {
1516                         struct xfs_buf *bp;
1517                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1518                         list_del_init(&bp->b_lru);
1519                         xfs_buf_rele(bp);
1520                 }
1521                 if (loop++ != 0)
1522                         delay(100);
1523         }
1524 }
1525
1526 static enum lru_status
1527 xfs_buftarg_isolate(
1528         struct list_head        *item,
1529         spinlock_t              *lru_lock,
1530         void                    *arg)
1531 {
1532         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1533         struct list_head        *dispose = arg;
1534
1535         /*
1536          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1537          * If we fail to get the lock, just skip it.
1538          */
1539         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1540                 return LRU_SKIP;
1541         /*
1542          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1543          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1544          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1545          */
1546         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1547                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1548                 return LRU_ROTATE;
1549         }
1550
1551         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1552         list_move(item, dispose);
1553         spin_unlock(&bp->b_lock);
1554         return LRU_REMOVED;
1555 }
1556
1557 static unsigned long
1558 xfs_buftarg_shrink_scan(
1559         struct shrinker         *shrink,
1560         struct shrink_control   *sc)
1561 {
1562         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1563                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1564         LIST_HEAD(dispose);
1565         unsigned long           freed;
1566         unsigned long           nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1567
1568         freed = list_lru_walk_node(&btp->bt_lru, sc->nid, xfs_buftarg_isolate,
1569                                        &dispose, &nr_to_scan);
1570
1571         while (!list_empty(&dispose)) {
1572                 struct xfs_buf *bp;
1573                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1574                 list_del_init(&bp->b_lru);
1575                 xfs_buf_rele(bp);
1576         }
1577
1578         return freed;
1579 }
1580
1581 static unsigned long
1582 xfs_buftarg_shrink_count(
1583         struct shrinker         *shrink,
1584         struct shrink_control   *sc)
1585 {
1586         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1587                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1588         return list_lru_count_node(&btp->bt_lru, sc->nid);
1589 }
1590
1591 void
1592 xfs_free_buftarg(
1593         struct xfs_mount        *mp,
1594         struct xfs_buftarg      *btp)
1595 {
1596         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1597         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1598
1599         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1600                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1601
1602         kmem_free(btp);
1603 }
1604
1605 STATIC int
1606 xfs_setsize_buftarg_flags(
1607         xfs_buftarg_t           *btp,
1608         unsigned int            blocksize,
1609         unsigned int            sectorsize,
1610         int                     verbose)
1611 {
1612         btp->bt_bsize = blocksize;
1613         btp->bt_sshift = ffs(sectorsize) - 1;
1614         btp->bt_smask = sectorsize - 1;
1615
1616         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1617                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1618
1619                 bdevname(btp->bt_bdev, name);
1620
1621                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1622                         "Cannot set_blocksize to %u on device %s",
1623                         sectorsize, name);
1624                 return EINVAL;
1625         }
1626
1627         return 0;
1628 }
1629
1630 /*
1631  *      When allocating the initial buffer target we have not yet
1632  *      read in the superblock, so don't know what sized sectors
1633  *      are being used at this early stage.  Play safe.
1634  */
1635 STATIC int
1636 xfs_setsize_buftarg_early(
1637         xfs_buftarg_t           *btp,
1638         struct block_device     *bdev)
1639 {
1640         return xfs_setsize_buftarg_flags(btp,
1641                         PAGE_SIZE, bdev_logical_block_size(bdev), 0);
1642 }
1643
1644 int
1645 xfs_setsize_buftarg(
1646         xfs_buftarg_t           *btp,
1647         unsigned int            blocksize,
1648         unsigned int            sectorsize)
1649 {
1650         return xfs_setsize_buftarg_flags(btp, blocksize, sectorsize, 1);
1651 }
1652
1653 xfs_buftarg_t *
1654 xfs_alloc_buftarg(
1655         struct xfs_mount        *mp,
1656         struct block_device     *bdev,
1657         int                     external,
1658         const char              *fsname)
1659 {
1660         xfs_buftarg_t           *btp;
1661
1662         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1663
1664         btp->bt_mount = mp;
1665         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1666         btp->bt_bdev = bdev;
1667         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1668         if (!btp->bt_bdi)
1669                 goto error;
1670
1671         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1672                 goto error;
1673
1674         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1675                 goto error;
1676
1677         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1678         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1679         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1680         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1681         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1682         return btp;
1683
1684 error:
1685         kmem_free(btp);
1686         return NULL;
1687 }
1688
1689 /*
1690  * Add a buffer to the delayed write list.
1691  *
1692  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1693  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1694  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1695  * to the callers.
1696  *
1697  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1698  * been on the buffer list.
1699  */
1700 bool
1701 xfs_buf_delwri_queue(
1702         struct xfs_buf          *bp,
1703         struct list_head        *list)
1704 {
1705         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1706         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1707
1708         /*
1709          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1710          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1711          * case.
1712          */
1713         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1714                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1715                 return false;
1716         }
1717
1718         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1719
1720         /*
1721          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1722          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1723          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1724          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1725          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1726          * which case we need just need to re-add the flag here.
1727          */
1728         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1729         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1730                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1731                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1732         }
1733
1734         return true;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Compare function is more complex than it needs to be because
1739  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1740  * on 64 bit values
1741  */
1742 static int
1743 xfs_buf_cmp(
1744         void            *priv,
1745         struct list_head *a,
1746         struct list_head *b)
1747 {
1748         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1749         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1750         xfs_daddr_t             diff;
1751
1752         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1753         if (diff < 0)
1754                 return -1;
1755         if (diff > 0)
1756                 return 1;
1757         return 0;
1758 }
1759
1760 static int
1761 __xfs_buf_delwri_submit(
1762         struct list_head        *buffer_list,
1763         struct list_head        *io_list,
1764         bool                    wait)
1765 {
1766         struct blk_plug         plug;
1767         struct xfs_buf          *bp, *n;
1768         int                     pinned = 0;
1769
1770         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1771                 if (!wait) {
1772                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1773                                 pinned++;
1774                                 continue;
1775                         }
1776                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1777                                 continue;
1778                 } else {
1779                         xfs_buf_lock(bp);
1780                 }
1781
1782                 /*
1783                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1784                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1785                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1786                  * reference and remove it from the list here.
1787                  */
1788                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1789                         list_del_init(&bp->b_list);
1790                         xfs_buf_relse(bp);
1791                         continue;
1792                 }
1793
1794                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1795                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1796         }
1797
1798         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1799
1800         blk_start_plug(&plug);
1801         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1802                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC);
1803                 bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1804
1805                 if (!wait) {
1806                         bp->b_flags |= XBF_ASYNC;
1807                         list_del_init(&bp->b_list);
1808                 }
1809                 xfs_bdstrat_cb(bp);
1810         }
1811         blk_finish_plug(&plug);
1812
1813         return pinned;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Write out a buffer list asynchronously.
1818  *
1819  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1820  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1821  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1822  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1823  * function.
1824  */
1825 int
1826 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1827         struct list_head        *buffer_list)
1828 {
1829         LIST_HEAD               (io_list);
1830         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Write out a buffer list synchronously.
1835  *
1836  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1837  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1838  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1839  * functionality.
1840  */
1841 int
1842 xfs_buf_delwri_submit(
1843         struct list_head        *buffer_list)
1844 {
1845         LIST_HEAD               (io_list);
1846         int                     error = 0, error2;
1847         struct xfs_buf          *bp;
1848
1849         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1850
1851         /* Wait for IO to complete. */
1852         while (!list_empty(&io_list)) {
1853                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1854
1855                 list_del_init(&bp->b_list);
1856                 error2 = xfs_buf_iowait(bp);
1857                 xfs_buf_relse(bp);
1858                 if (!error)
1859                         error = error2;
1860         }
1861
1862         return error;
1863 }
1864
1865 int __init
1866 xfs_buf_init(void)
1867 {
1868         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1869                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1870         if (!xfs_buf_zone)
1871                 goto out;
1872
1873         xfslogd_workqueue = alloc_workqueue("xfslogd",
1874                                         WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 1);
1875         if (!xfslogd_workqueue)
1876                 goto out_free_buf_zone;
1877
1878         return 0;
1879
1880  out_free_buf_zone:
1881         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1882  out:
1883         return -ENOMEM;
1884 }
1885
1886 void
1887 xfs_buf_terminate(void)
1888 {
1889         destroy_workqueue(xfslogd_workqueue);
1890         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1891 }