drivers/md/bcache/io.c

   1 /*
   2  * Some low level IO code, and hacks for various block layer limitations
   3  *
   4  * Copyright 2010, 2011 Kent Overstreet <kent.overstreet@gmail.com>
   5  * Copyright 2012 Google, Inc.
   6  */
   7
   8 #include "bcache.h"
   9 #include "bset.h"
  10 #include "debug.h"
  11
  12 #include <linux/blkdev.h>
  13
  14 static void bch_bi_idx_hack_endio(struct bio *bio, int error)
  15 {
  16         struct bio *p = bio->bi_private;
  17
  18         bio_endio(p, error);
  19         bio_put(bio);
  20 }
  21
  22 static void bch_generic_make_request_hack(struct bio *bio)
  23 {
  24         if (bio->bi_iter.bi_idx) {
  25                 struct bio_vec bv;
  26                 struct bvec_iter iter;
  27                 unsigned segs = bio_segments(bio);
  28                 struct bio *clone = bio_alloc(GFP_NOIO, segs);
  29
  30                 bio_for_each_segment(bv, bio, iter)
  31                         clone->bi_io_vec[clone->bi_vcnt++] = bv;
  32
  33                 clone->bi_iter.bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector;
  34                 clone->bi_bdev          = bio->bi_bdev;
  35                 clone->bi_rw            = bio->bi_rw;
  36                 clone->bi_vcnt          = segs;
  37                 clone->bi_iter.bi_size  = bio->bi_iter.bi_size;
  38
  39                 clone->bi_private       = bio;
  40                 clone->bi_end_io        = bch_bi_idx_hack_endio;
  41
  42                 bio = clone;
  43         }
  44
  45         /*
  46          * Hack, since drivers that clone bios clone up to bi_max_vecs, but our
  47          * bios might have had more than that (before we split them per device
  48          * limitations).
  49          *
  50          * To be taken out once immutable bvec stuff is in.
  51          */
  52         bio->bi_max_vecs = bio->bi_vcnt;
  53
  54         generic_make_request(bio);
  55 }
  56
  57 /**
  58  * bch_bio_split - split a bio
  59  * @bio:        bio to split
  60  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
  61  * @gfp:        gfp mask
  62  * @bs:         bio set to allocate from
  63  *
  64  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
  65  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
  66  *
  67  * If bio_sectors(@bio) was less than or equal to @sectors, returns @bio
  68  * unchanged.
  69  *
  70  * The newly allocated bio will point to @bio's bi_io_vec, if the split was on a
  71  * bvec boundry; it is the caller's responsibility to ensure that @bio is not
  72  * freed before the split.
  73  */
  74 struct bio *bch_bio_split(struct bio *bio, int sectors,
  75                           gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
  76 {
  77         unsigned vcnt = 0, nbytes = sectors << 9;
  78         struct bio_vec bv;
  79         struct bvec_iter iter;
  80         struct bio *ret = NULL;
  81
  82         BUG_ON(sectors <= 0);
  83
  84         if (sectors >= bio_sectors(bio))
  85                 return bio;
  86
  87         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD) {
  88                 ret = bio_alloc_bioset(gfp, 1, bs);
  89                 if (!ret)
  90                         return NULL;
  91                 goto out;
  92         }
  93
  94         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
  95                 vcnt++;
  96
  97                 if (nbytes <= bv.bv_len)
  98                         break;
  99
 100                 nbytes -= bv.bv_len;
 101         }
 102
 103         ret = bio_alloc_bioset(gfp, vcnt, bs);
 104         if (!ret)
 105                 return NULL;
 106
 107         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
 108                 ret->bi_io_vec[ret->bi_vcnt++] = bv;
 109
 110                 if (ret->bi_vcnt == vcnt)
 111                         break;
 112         }
 113
 114         ret->bi_io_vec[ret->bi_vcnt - 1].bv_len = nbytes;
 115 out:
 116         ret->bi_bdev    = bio->bi_bdev;
 117         ret->bi_iter.bi_sector  = bio->bi_iter.bi_sector;
 118         ret->bi_iter.bi_size    = sectors << 9;
 119         ret->bi_rw      = bio->bi_rw;
 120
 121         if (bio_integrity(bio)) {
 122                 if (bio_integrity_clone(ret, bio, gfp)) {
 123                         bio_put(ret);
 124                         return NULL;
 125                 }
 126
 127                 bio_integrity_trim(ret, 0, bio_sectors(ret));
 128         }
 129
 130         bio_advance(bio, ret->bi_iter.bi_size);
 131
 132         return ret;
 133 }
 134
 135 static unsigned bch_bio_max_sectors(struct bio *bio)
 136 {
 137         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
 138         struct bio_vec bv;
 139         struct bvec_iter iter;
 140         unsigned ret = 0, seg = 0;
 141
 142         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
 143                 return min(bio_sectors(bio), q->limits.max_discard_sectors);
 144
 145         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
 146                 struct bvec_merge_data bvm = {
 147                         .bi_bdev        = bio->bi_bdev,
 148                         .bi_sector      = bio->bi_iter.bi_sector,
 149                         .bi_size        = ret << 9,
 150                         .bi_rw          = bio->bi_rw,
 151                 };
 152
 153                 if (seg == min_t(unsigned, BIO_MAX_PAGES,
 154                                  queue_max_segments(q)))
 155                         break;
 156
 157                 if (q->merge_bvec_fn &&
 158                     q->merge_bvec_fn(q, &bvm, &bv) < (int) bv.bv_len)
 159                         break;
 160
 161                 seg++;
 162                 ret += bv.bv_len >> 9;
 163         }
 164
 165         ret = min(ret, queue_max_sectors(q));
 166
 167         WARN_ON(!ret);
 168         ret = max_t(int, ret, bio_iovec(bio).bv_len >> 9);
 169
 170         return ret;
 171 }
 172
 173 static void bch_bio_submit_split_done(struct closure *cl)
 174 {
 175         struct bio_split_hook *s = container_of(cl, struct bio_split_hook, cl);
 176
 177         s->bio->bi_end_io = s->bi_end_io;
 178         s->bio->bi_private = s->bi_private;
 179         bio_endio(s->bio, 0);
 180
 181         closure_debug_destroy(&s->cl);
 182         mempool_free(s, s->p->bio_split_hook);
 183 }
 184
 185 static void bch_bio_submit_split_endio(struct bio *bio, int error)
 186 {
 187         struct closure *cl = bio->bi_private;
 188         struct bio_split_hook *s = container_of(cl, struct bio_split_hook, cl);
 189
 190         if (error)
 191                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &s->bio->bi_flags);
 192
 193         bio_put(bio);
 194         closure_put(cl);
 195 }
 196
 197 void bch_generic_make_request(struct bio *bio, struct bio_split_pool *p)
 198 {
 199         struct bio_split_hook *s;
 200         struct bio *n;
 201
 202         if (!bio_has_data(bio) && !(bio->bi_rw & REQ_DISCARD))
 203                 goto submit;
 204
 205         if (bio_sectors(bio) <= bch_bio_max_sectors(bio))
 206                 goto submit;
 207
 208         s = mempool_alloc(p->bio_split_hook, GFP_NOIO);
 209         closure_init(&s->cl, NULL);
 210
 211         s->bio          = bio;
 212         s->p            = p;
 213         s->bi_end_io    = bio->bi_end_io;
 214         s->bi_private   = bio->bi_private;
 215         bio_get(bio);
 216
 217         do {
 218                 n = bch_bio_split(bio, bch_bio_max_sectors(bio),
 219                                   GFP_NOIO, s->p->bio_split);
 220
 221                 n->bi_end_io    = bch_bio_submit_split_endio;
 222                 n->bi_private   = &s->cl;
 223
 224                 closure_get(&s->cl);
 225                 bch_generic_make_request_hack(n);
 226         } while (n != bio);
 227
 228         continue_at(&s->cl, bch_bio_submit_split_done, NULL);
 229 submit:
 230         bch_generic_make_request_hack(bio);
 231 }
 232
 233 /* Bios with headers */
 234
 235 void bch_bbio_free(struct bio *bio, struct cache_set *c)
 236 {
 237         struct bbio *b = container_of(bio, struct bbio, bio);
 238         mempool_free(b, c->bio_meta);
 239 }
 240
 241 struct bio *bch_bbio_alloc(struct cache_set *c)
 242 {
 243         struct bbio *b = mempool_alloc(c->bio_meta, GFP_NOIO);
 244         struct bio *bio = &b->bio;
 245
 246         bio_init(bio);
 247         bio->bi_flags           |= BIO_POOL_NONE << BIO_POOL_OFFSET;
 248         bio->bi_max_vecs         = bucket_pages(c);
 249         bio->bi_io_vec           = bio->bi_inline_vecs;
 250
 251         return bio;
 252 }
 253
 254 void __bch_submit_bbio(struct bio *bio, struct cache_set *c)
 255 {
 256         struct bbio *b = container_of(bio, struct bbio, bio);
 257
 258         bio->bi_iter.bi_sector  = PTR_OFFSET(&b->key, 0);
 259         bio->bi_bdev            = PTR_CACHE(c, &b->key, 0)->bdev;
 260
 261         b->submit_time_us = local_clock_us();
 262         closure_bio_submit(bio, bio->bi_private, PTR_CACHE(c, &b->key, 0));
 263 }
 264
 265 void bch_submit_bbio(struct bio *bio, struct cache_set *c,
 266                      struct bkey *k, unsigned ptr)
 267 {
 268         struct bbio *b = container_of(bio, struct bbio, bio);
 269         bch_bkey_copy_single_ptr(&b->key, k, ptr);
 270         __bch_submit_bbio(bio, c);
 271 }
 272
 273 /* IO errors */
 274
 275 void bch_count_io_errors(struct cache *ca, int error, const char *m)
 276 {
 277         /*
 278          * The halflife of an error is:
 279          * log2(1/2)/log2(127/128) * refresh ~= 88 * refresh
 280          */
 281
 282         if (ca->set->error_decay) {
 283                 unsigned count = atomic_inc_return(&ca->io_count);
 284
 285                 while (count > ca->set->error_decay) {
 286                         unsigned errors;
 287                         unsigned old = count;
 288                         unsigned new = count - ca->set->error_decay;
 289
 290                         /*
 291                          * First we subtract refresh from count; each time we
 292                          * succesfully do so, we rescale the errors once:
 293                          */
 294
 295                         count = atomic_cmpxchg(&ca->io_count, old, new);
 296
 297                         if (count == old) {
 298                                 count = new;
 299
 300                                 errors = atomic_read(&ca->io_errors);
 301                                 do {
 302                                         old = errors;
 303                                         new = ((uint64_t) errors * 127) / 128;
 304                                         errors = atomic_cmpxchg(&ca->io_errors,
 305                                                                 old, new);
 306                                 } while (old != errors);
 307                         }
 308                 }
 309         }
 310
 311         if (error) {
 312                 char buf[BDEVNAME_SIZE];
 313                 unsigned errors = atomic_add_return(1 << IO_ERROR_SHIFT,
 314                                                     &ca->io_errors);
 315                 errors >>= IO_ERROR_SHIFT;
 316
 317                 if (errors < ca->set->error_limit)
 318                         pr_err("%s: IO error on %s, recovering",
 319                                bdevname(ca->bdev, buf), m);
 320                 else
 321                         bch_cache_set_error(ca->set,
 322                                             "%s: too many IO errors %s",
 323                                             bdevname(ca->bdev, buf), m);
 324         }
 325 }
 326
 327 void bch_bbio_count_io_errors(struct cache_set *c, struct bio *bio,
 328                               int error, const char *m)
 329 {
 330         struct bbio *b = container_of(bio, struct bbio, bio);
 331         struct cache *ca = PTR_CACHE(c, &b->key, 0);
 332
 333         unsigned threshold = bio->bi_rw & REQ_WRITE
 334                 ? c->congested_write_threshold_us
 335                 : c->congested_read_threshold_us;
 336
 337         if (threshold) {
 338                 unsigned t = local_clock_us();
 339
 340                 int us = t - b->submit_time_us;
 341                 int congested = atomic_read(&c->congested);
 342
 343                 if (us > (int) threshold) {
 344                         int ms = us / 1024;
 345                         c->congested_last_us = t;
 346
 347                         ms = min(ms, CONGESTED_MAX + congested);
 348                         atomic_sub(ms, &c->congested);
 349                 } else if (congested < 0)
 350                         atomic_inc(&c->congested);
 351         }
 352
 353         bch_count_io_errors(ca, error, m);
 354 }
 355
 356 void bch_bbio_endio(struct cache_set *c, struct bio *bio,
 357                     int error, const char *m)
 358 {
 359         struct closure *cl = bio->bi_private;
 360
 361         bch_bbio_count_io_errors(c, bio, error, m);
 362         bio_put(bio);
 363         closure_put(cl);
 364 }