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