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