fs/ext4/page-io.c

   1 /*
   2  * linux/fs/ext4/page-io.c
   3  *
   4  * This contains the new page_io functions for ext4
   5  *
   6  * Written by Theodore Ts'o, 2010.
   7  */
   8
   9 #include <linux/fs.h>
  10 #include <linux/time.h>
  11 #include <linux/jbd2.h>
  12 #include <linux/highuid.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/quotaops.h>
  15 #include <linux/string.h>
  16 #include <linux/buffer_head.h>
  17 #include <linux/writeback.h>
  18 #include <linux/pagevec.h>
  19 #include <linux/mpage.h>
  20 #include <linux/namei.h>
  21 #include <linux/uio.h>
  22 #include <linux/bio.h>
  23 #include <linux/workqueue.h>
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27
  28 #include "ext4_jbd2.h"
  29 #include "xattr.h"
  30 #include "acl.h"
  31
  32 static struct kmem_cache *io_page_cachep, *io_end_cachep;
  33
  34 int __init ext4_init_pageio(void)
  35 {
  36         io_page_cachep = KMEM_CACHE(ext4_io_page, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
  37         if (io_page_cachep == NULL)
  38                 return -ENOMEM;
  39         io_end_cachep = KMEM_CACHE(ext4_io_end, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
  40         if (io_end_cachep == NULL) {
  41                 kmem_cache_destroy(io_page_cachep);
  42                 return -ENOMEM;
  43         }
  44         return 0;
  45 }
  46
  47 void ext4_exit_pageio(void)
  48 {
  49         kmem_cache_destroy(io_end_cachep);
  50         kmem_cache_destroy(io_page_cachep);
  51 }
  52
  53 void ext4_ioend_wait(struct inode *inode)
  54 {
  55         wait_queue_head_t *wq = ext4_ioend_wq(inode);
  56
  57         wait_event(*wq, (atomic_read(&EXT4_I(inode)->i_ioend_count) == 0));
  58 }
  59
  60 static void put_io_page(struct ext4_io_page *io_page)
  61 {
  62         if (atomic_dec_and_test(&io_page->p_count)) {
  63                 end_page_writeback(io_page->p_page);
  64                 put_page(io_page->p_page);
  65                 kmem_cache_free(io_page_cachep, io_page);
  66         }
  67 }
  68
  69 void ext4_free_io_end(ext4_io_end_t *io)
  70 {
  71         int i;
  72
  73         BUG_ON(!io);
  74         BUG_ON(!list_empty(&io->list));
  75         BUG_ON(io->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN);
  76
  77         for (i = 0; i < io->num_io_pages; i++)
  78                 put_io_page(io->pages[i]);
  79         io->num_io_pages = 0;
  80         if (atomic_dec_and_test(&EXT4_I(io->inode)->i_ioend_count))
  81                 wake_up_all(ext4_ioend_wq(io->inode));
  82         kmem_cache_free(io_end_cachep, io);
  83 }
  84
  85 /* check a range of space and convert unwritten extents to written. */
  86 static int ext4_end_io(ext4_io_end_t *io)
  87 {
  88         struct inode *inode = io->inode;
  89         loff_t offset = io->offset;
  90         ssize_t size = io->size;
  91         int ret = 0;
  92
  93         ext4_debug("ext4_end_io_nolock: io 0x%p from inode %lu,list->next 0x%p,"
  94                    "list->prev 0x%p\n",
  95                    io, inode->i_ino, io->list.next, io->list.prev);
  96
  97         ret = ext4_convert_unwritten_extents(inode, offset, size);
  98         if (ret < 0) {
  99                 ext4_msg(inode->i_sb, KERN_EMERG,
 100                          "failed to convert unwritten extents to written "
 101                          "extents -- potential data loss!  "
 102                          "(inode %lu, offset %llu, size %zd, error %d)",
 103                          inode->i_ino, offset, size, ret);
 104         }
 105         if (io->iocb)
 106                 aio_complete(io->iocb, io->result, 0);
 107
 108         if (io->flag & EXT4_IO_END_DIRECT)
 109                 inode_dio_done(inode);
 110         /* Wake up anyone waiting on unwritten extent conversion */
 111         if (atomic_dec_and_test(&EXT4_I(inode)->i_unwritten))
 112                 wake_up_all(ext4_ioend_wq(inode));
 113         return ret;
 114 }
 115
 116 static void dump_completed_IO(struct inode *inode)
 117 {
 118 #ifdef  EXT4FS_DEBUG
 119         struct list_head *cur, *before, *after;
 120         ext4_io_end_t *io, *io0, *io1;
 121         unsigned long flags;
 122
 123         if (list_empty(&EXT4_I(inode)->i_completed_io_list)) {
 124                 ext4_debug("inode %lu completed_io list is empty\n",
 125                            inode->i_ino);
 126                 return;
 127         }
 128
 129         ext4_debug("Dump inode %lu completed_io list\n", inode->i_ino);
 130         list_for_each_entry(io, &EXT4_I(inode)->i_completed_io_list, list) {
 131                 cur = &io->list;
 132                 before = cur->prev;
 133                 io0 = container_of(before, ext4_io_end_t, list);
 134                 after = cur->next;
 135                 io1 = container_of(after, ext4_io_end_t, list);
 136
 137                 ext4_debug("io 0x%p from inode %lu,prev 0x%p,next 0x%p\n",
 138                             io, inode->i_ino, io0, io1);
 139         }
 140 #endif
 141 }
 142
 143 /* Add the io_end to per-inode completed end_io list. */
 144 void ext4_add_complete_io(ext4_io_end_t *io_end)
 145 {
 146         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(io_end->inode);
 147         struct workqueue_struct *wq;
 148         unsigned long flags;
 149
 150         BUG_ON(!(io_end->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN));
 151         wq = EXT4_SB(io_end->inode->i_sb)->dio_unwritten_wq;
 152
 153         spin_lock_irqsave(&ei->i_completed_io_lock, flags);
 154         if (list_empty(&ei->i_completed_io_list))
 155                 queue_work(wq, &ei->i_unwritten_work);
 156         list_add_tail(&io_end->list, &ei->i_completed_io_list);
 157         spin_unlock_irqrestore(&ei->i_completed_io_lock, flags);
 158 }
 159
 160 static int ext4_do_flush_completed_IO(struct inode *inode)
 161 {
 162         ext4_io_end_t *io;
 163         struct list_head unwritten, complete, to_free;
 164         unsigned long flags;
 165         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
 166         int err, ret = 0;
 167
 168         INIT_LIST_HEAD(&complete);
 169         INIT_LIST_HEAD(&to_free);
 170
 171         spin_lock_irqsave(&ei->i_completed_io_lock, flags);
 172         dump_completed_IO(inode);
 173         list_replace_init(&ei->i_completed_io_list, &unwritten);
 174         spin_unlock_irqrestore(&ei->i_completed_io_lock, flags);
 175
 176         while (!list_empty(&unwritten)) {
 177                 io = list_entry(unwritten.next, ext4_io_end_t, list);
 178                 BUG_ON(!(io->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN));
 179                 list_del_init(&io->list);
 180
 181                 err = ext4_end_io(io);
 182                 if (unlikely(!ret && err))
 183                         ret = err;
 184
 185                 list_add_tail(&io->list, &complete);
 186         }
 187         spin_lock_irqsave(&ei->i_completed_io_lock, flags);
 188         while (!list_empty(&complete)) {
 189                 io = list_entry(complete.next, ext4_io_end_t, list);
 190                 io->flag &= ~EXT4_IO_END_UNWRITTEN;
 191                 list_move(&io->list, &to_free);
 192         }
 193         spin_unlock_irqrestore(&ei->i_completed_io_lock, flags);
 194
 195         while (!list_empty(&to_free)) {
 196                 io = list_entry(to_free.next, ext4_io_end_t, list);
 197                 list_del_init(&io->list);
 198                 ext4_free_io_end(io);
 199         }
 200         return ret;
 201 }
 202
 203 /*
 204  * work on completed aio dio IO, to convert unwritten extents to extents
 205  */
 206 void ext4_end_io_work(struct work_struct *work)
 207 {
 208         struct ext4_inode_info *ei = container_of(work, struct ext4_inode_info,
 209                                                   i_unwritten_work);
 210         ext4_do_flush_completed_IO(&ei->vfs_inode);
 211 }
 212
 213 int ext4_flush_unwritten_io(struct inode *inode)
 214 {
 215         int ret;
 216         WARN_ON_ONCE(!mutex_is_locked(&inode->i_mutex) &&
 217                      !(inode->i_state & I_FREEING));
 218         ret = ext4_do_flush_completed_IO(inode);
 219         ext4_unwritten_wait(inode);
 220         return ret;
 221 }
 222
 223 ext4_io_end_t *ext4_init_io_end(struct inode *inode, gfp_t flags)
 224 {
 225         ext4_io_end_t *io = kmem_cache_zalloc(io_end_cachep, flags);
 226         if (io) {
 227                 atomic_inc(&EXT4_I(inode)->i_ioend_count);
 228                 io->inode = inode;
 229                 INIT_LIST_HEAD(&io->list);
 230         }
 231         return io;
 232 }
 233
 234 /*
 235  * Print an buffer I/O error compatible with the fs/buffer.c.  This
 236  * provides compatibility with dmesg scrapers that look for a specific
 237  * buffer I/O error message.  We really need a unified error reporting
 238  * structure to userspace ala Digital Unix's uerf system, but it's
 239  * probably not going to happen in my lifetime, due to LKML politics...
 240  */
 241 static void buffer_io_error(struct buffer_head *bh)
 242 {
 243         char b[BDEVNAME_SIZE];
 244         printk(KERN_ERR "Buffer I/O error on device %s, logical block %llu\n",
 245                         bdevname(bh->b_bdev, b),
 246                         (unsigned long long)bh->b_blocknr);
 247 }
 248
 249 static void ext4_end_bio(struct bio *bio, int error)
 250 {
 251         ext4_io_end_t *io_end = bio->bi_private;
 252         struct inode *inode;
 253         int i;
 254         sector_t bi_sector = bio->bi_sector;
 255
 256         BUG_ON(!io_end);
 257         bio->bi_private = NULL;
 258         bio->bi_end_io = NULL;
 259         if (test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
 260                 error = 0;
 261         bio_put(bio);
 262
 263         for (i = 0; i < io_end->num_io_pages; i++) {
 264                 struct page *page = io_end->pages[i]->p_page;
 265                 struct buffer_head *bh, *head;
 266                 loff_t offset;
 267                 loff_t io_end_offset;
 268
 269                 if (error) {
 270                         SetPageError(page);
 271                         set_bit(AS_EIO, &page->mapping->flags);
 272                         head = page_buffers(page);
 273                         BUG_ON(!head);
 274
 275                         io_end_offset = io_end->offset + io_end->size;
 276
 277                         offset = (sector_t) page->index << PAGE_CACHE_SHIFT;
 278                         bh = head;
 279                         do {
 280                                 if ((offset >= io_end->offset) &&
 281                                     (offset+bh->b_size <= io_end_offset))
 282                                         buffer_io_error(bh);
 283
 284                                 offset += bh->b_size;
 285                                 bh = bh->b_this_page;
 286                         } while (bh != head);
 287                 }
 288
 289                 put_io_page(io_end->pages[i]);
 290         }
 291         io_end->num_io_pages = 0;
 292         inode = io_end->inode;
 293
 294         if (error) {
 295                 io_end->flag |= EXT4_IO_END_ERROR;
 296                 ext4_warning(inode->i_sb, "I/O error writing to inode %lu "
 297                              "(offset %llu size %ld starting block %llu)",
 298                              inode->i_ino,
 299                              (unsigned long long) io_end->offset,
 300                              (long) io_end->size,
 301                              (unsigned long long)
 302                              bi_sector >> (inode->i_blkbits - 9));
 303         }
 304
 305         if (!(io_end->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN)) {
 306                 ext4_free_io_end(io_end);
 307                 return;
 308         }
 309
 310         ext4_add_complete_io(io_end);
 311 }
 312
 313 void ext4_io_submit(struct ext4_io_submit *io)
 314 {
 315         struct bio *bio = io->io_bio;
 316
 317         if (bio) {
 318                 bio_get(io->io_bio);
 319                 submit_bio(io->io_op, io->io_bio);
 320                 BUG_ON(bio_flagged(io->io_bio, BIO_EOPNOTSUPP));
 321                 bio_put(io->io_bio);
 322         }
 323         io->io_bio = NULL;
 324         io->io_op = 0;
 325         io->io_end = NULL;
 326 }
 327
 328 static int io_submit_init(struct ext4_io_submit *io,
 329                           struct inode *inode,
 330                           struct writeback_control *wbc,
 331                           struct buffer_head *bh)
 332 {
 333         ext4_io_end_t *io_end;
 334         struct page *page = bh->b_page;
 335         int nvecs = bio_get_nr_vecs(bh->b_bdev);
 336         struct bio *bio;
 337
 338         io_end = ext4_init_io_end(inode, GFP_NOFS);
 339         if (!io_end)
 340                 return -ENOMEM;
 341         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, min(nvecs, BIO_MAX_PAGES));
 342         bio->bi_sector = bh->b_blocknr * (bh->b_size >> 9);
 343         bio->bi_bdev = bh->b_bdev;
 344         bio->bi_private = io->io_end = io_end;
 345         bio->bi_end_io = ext4_end_bio;
 346
 347         io_end->offset = (page->index << PAGE_CACHE_SHIFT) + bh_offset(bh);
 348
 349         io->io_bio = bio;
 350         io->io_op = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL ?  WRITE_SYNC : WRITE);
 351         io->io_next_block = bh->b_blocknr;
 352         return 0;
 353 }
 354
 355 static int io_submit_add_bh(struct ext4_io_submit *io,
 356                             struct ext4_io_page *io_page,
 357                             struct inode *inode,
 358                             struct writeback_control *wbc,
 359                             struct buffer_head *bh)
 360 {
 361         ext4_io_end_t *io_end;
 362         int ret;
 363
 364         if (buffer_new(bh)) {
 365                 clear_buffer_new(bh);
 366                 unmap_underlying_metadata(bh->b_bdev, bh->b_blocknr);
 367         }
 368
 369         if (!buffer_mapped(bh) || buffer_delay(bh)) {
 370                 if (!buffer_mapped(bh))
 371                         clear_buffer_dirty(bh);
 372                 if (io->io_bio)
 373                         ext4_io_submit(io);
 374                 return 0;
 375         }
 376
 377         if (io->io_bio && bh->b_blocknr != io->io_next_block) {
 378 submit_and_retry:
 379                 ext4_io_submit(io);
 380         }
 381         if (io->io_bio == NULL) {
 382                 ret = io_submit_init(io, inode, wbc, bh);
 383                 if (ret)
 384                         return ret;
 385         }
 386         io_end = io->io_end;
 387         if ((io_end->num_io_pages >= MAX_IO_PAGES) &&
 388             (io_end->pages[io_end->num_io_pages-1] != io_page))
 389                 goto submit_and_retry;
 390         if (buffer_uninit(bh))
 391                 ext4_set_io_unwritten_flag(inode, io_end);
 392         io->io_end->size += bh->b_size;
 393         io->io_next_block++;
 394         ret = bio_add_page(io->io_bio, bh->b_page, bh->b_size, bh_offset(bh));
 395         if (ret != bh->b_size)
 396                 goto submit_and_retry;
 397         if ((io_end->num_io_pages == 0) ||
 398             (io_end->pages[io_end->num_io_pages-1] != io_page)) {
 399                 io_end->pages[io_end->num_io_pages++] = io_page;
 400                 atomic_inc(&io_page->p_count);
 401         }
 402         return 0;
 403 }
 404
 405 int ext4_bio_write_page(struct ext4_io_submit *io,
 406                         struct page *page,
 407                         int len,
 408                         struct writeback_control *wbc)
 409 {
 410         struct inode *inode = page->mapping->host;
 411         unsigned block_start, block_end, blocksize;
 412         struct ext4_io_page *io_page;
 413         struct buffer_head *bh, *head;
 414         int ret = 0;
 415
 416         blocksize = 1 << inode->i_blkbits;
 417
 418         BUG_ON(!PageLocked(page));
 419         BUG_ON(PageWriteback(page));
 420
 421         io_page = kmem_cache_alloc(io_page_cachep, GFP_NOFS);
 422         if (!io_page) {
 423                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
 424                 unlock_page(page);
 425                 return -ENOMEM;
 426         }
 427         io_page->p_page = page;
 428         atomic_set(&io_page->p_count, 1);
 429         get_page(page);
 430         set_page_writeback(page);
 431         ClearPageError(page);
 432
 433         for (bh = head = page_buffers(page), block_start = 0;
 434              bh != head || !block_start;
 435              block_start = block_end, bh = bh->b_this_page) {
 436
 437                 block_end = block_start + blocksize;
 438                 if (block_start >= len) {
 439                         /*
 440                          * Comments copied from block_write_full_page_endio:
 441                          *
 442                          * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on
 443                          * each and every writepage invocation because it may
 444                          * be mmapped.  "A file is mapped in multiples of the
 445                          * page size.  For a file that is not a multiple of
 446                          * the  page size, the remaining memory is zeroed when
 447                          * mapped, and writes to that region are not written
 448                          * out to the file."
 449                          */
 450                         zero_user_segment(page, block_start, block_end);
 451                         clear_buffer_dirty(bh);
 452                         set_buffer_uptodate(bh);
 453                         continue;
 454                 }
 455                 ret = io_submit_add_bh(io, io_page, inode, wbc, bh);
 456                 if (ret) {
 457                         /*
 458                          * We only get here on ENOMEM.  Not much else
 459                          * we can do but mark the page as dirty, and
 460                          * better luck next time.
 461                          */
 462                         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
 463                         break;
 464                 }
 465                 clear_buffer_dirty(bh);
 466         }
 467         unlock_page(page);
 468         /*
 469          * If the page was truncated before we could do the writeback,
 470          * or we had a memory allocation error while trying to write
 471          * the first buffer head, we won't have submitted any pages for
 472          * I/O.  In that case we need to make sure we've cleared the
 473          * PageWriteback bit from the page to prevent the system from
 474          * wedging later on.
 475          */
 476         put_io_page(io_page);
 477         return ret;
 478 }