xfs: replace global xfslogd wq with per-mount wq
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / 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 #ifdef XFS_BUF_LOCK_TRACKING
48 # define XB_SET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder = current->pid)
49 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     ((bp)->b_last_holder = -1)
50 # define XB_GET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder)
51 #else
52 # define XB_SET_OWNER(bp)       do { } while (0)
53 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     do { } while (0)
54 # define XB_GET_OWNER(bp)       do { } while (0)
55 #endif
56
57 #define xb_to_gfp(flags) \
58         ((((flags) & XBF_READ_AHEAD) ? __GFP_NORETRY : GFP_NOFS) | __GFP_NOWARN)
59
60
61 static inline int
62 xfs_buf_is_vmapped(
63         struct xfs_buf  *bp)
64 {
65         /*
66          * Return true if the buffer is vmapped.
67          *
68          * b_addr is null if the buffer is not mapped, but the code is clever
69          * enough to know it doesn't have to map a single page, so the check has
70          * to be both for b_addr and bp->b_page_count > 1.
71          */
72         return bp->b_addr && bp->b_page_count > 1;
73 }
74
75 static inline int
76 xfs_buf_vmap_len(
77         struct xfs_buf  *bp)
78 {
79         return (bp->b_page_count * PAGE_SIZE) - bp->b_offset;
80 }
81
82 /*
83  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
84  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
85  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
86  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
87  *
88  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
89  */
90 void
91 xfs_buf_stale(
92         struct xfs_buf  *bp)
93 {
94         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
95
96         bp->b_flags |= XBF_STALE;
97
98         /*
99          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
100          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
101          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
102          */
103         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
104
105         spin_lock(&bp->b_lock);
106         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
107         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE) &&
108             (list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)))
109                 atomic_dec(&bp->b_hold);
110
111         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
112         spin_unlock(&bp->b_lock);
113 }
114
115 static int
116 xfs_buf_get_maps(
117         struct xfs_buf          *bp,
118         int                     map_count)
119 {
120         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
121         bp->b_map_count = map_count;
122
123         if (map_count == 1) {
124                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
125                 return 0;
126         }
127
128         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
129                                 KM_NOFS);
130         if (!bp->b_maps)
131                 return -ENOMEM;
132         return 0;
133 }
134
135 /*
136  *      Frees b_pages if it was allocated.
137  */
138 static void
139 xfs_buf_free_maps(
140         struct xfs_buf  *bp)
141 {
142         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
143                 kmem_free(bp->b_maps);
144                 bp->b_maps = NULL;
145         }
146 }
147
148 struct xfs_buf *
149 _xfs_buf_alloc(
150         struct xfs_buftarg      *target,
151         struct xfs_buf_map      *map,
152         int                     nmaps,
153         xfs_buf_flags_t         flags)
154 {
155         struct xfs_buf          *bp;
156         int                     error;
157         int                     i;
158
159         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
160         if (unlikely(!bp))
161                 return NULL;
162
163         /*
164          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
165          * specifically set by later operations on the buffer.
166          */
167         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
168
169         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
170         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
171         init_completion(&bp->b_iowait);
172         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
173         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
174         RB_CLEAR_NODE(&bp->b_rbnode);
175         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
176         spin_lock_init(&bp->b_lock);
177         XB_SET_OWNER(bp);
178         bp->b_target = target;
179         bp->b_flags = flags;
180
181         /*
182          * Set length and io_length to the same value initially.
183          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
184          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
185          */
186         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
187         if (error)  {
188                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
189                 return NULL;
190         }
191
192         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
193         bp->b_length = 0;
194         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
195                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
196                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
197                 bp->b_length += map[i].bm_len;
198         }
199         bp->b_io_length = bp->b_length;
200
201         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
202         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
203
204         XFS_STATS_INC(xb_create);
205         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
206
207         return bp;
208 }
209
210 /*
211  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
212  *      of pages, and point the page buf at it.
213  */
214 STATIC int
215 _xfs_buf_get_pages(
216         xfs_buf_t               *bp,
217         int                     page_count)
218 {
219         /* Make sure that we have a page list */
220         if (bp->b_pages == NULL) {
221                 bp->b_page_count = page_count;
222                 if (page_count <= XB_PAGES) {
223                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
224                 } else {
225                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
226                                                  page_count, KM_NOFS);
227                         if (bp->b_pages == NULL)
228                                 return -ENOMEM;
229                 }
230                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
231         }
232         return 0;
233 }
234
235 /*
236  *      Frees b_pages if it was allocated.
237  */
238 STATIC void
239 _xfs_buf_free_pages(
240         xfs_buf_t       *bp)
241 {
242         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
243                 kmem_free(bp->b_pages);
244                 bp->b_pages = NULL;
245         }
246 }
247
248 /*
249  *      Releases the specified buffer.
250  *
251  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
252  *      The buffer must not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
253  *      hashed and refcounted buffers
254  */
255 void
256 xfs_buf_free(
257         xfs_buf_t               *bp)
258 {
259         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
260
261         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
262
263         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
264                 uint            i;
265
266                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
267                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
268                                         bp->b_page_count);
269
270                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
271                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
272
273                         __free_page(page);
274                 }
275         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
276                 kmem_free(bp->b_addr);
277         _xfs_buf_free_pages(bp);
278         xfs_buf_free_maps(bp);
279         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
280 }
281
282 /*
283  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
284  */
285 STATIC int
286 xfs_buf_allocate_memory(
287         xfs_buf_t               *bp,
288         uint                    flags)
289 {
290         size_t                  size;
291         size_t                  nbytes, offset;
292         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
293         unsigned short          page_count, i;
294         xfs_off_t               start, end;
295         int                     error;
296
297         /*
298          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
299          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
300          * page arrays to keep allocation down to order 0.
301          */
302         size = BBTOB(bp->b_length);
303         if (size < PAGE_SIZE) {
304                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
305                 if (!bp->b_addr) {
306                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
307                         goto use_alloc_page;
308                 }
309
310                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
311                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
312                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
313                         kmem_free(bp->b_addr);
314                         bp->b_addr = NULL;
315                         goto use_alloc_page;
316                 }
317                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
318                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
319                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
320                 bp->b_page_count = 1;
321                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
322                 return 0;
323         }
324
325 use_alloc_page:
326         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
327         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
328                                                                 >> PAGE_SHIFT;
329         page_count = end - start;
330         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
331         if (unlikely(error))
332                 return error;
333
334         offset = bp->b_offset;
335         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
336
337         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
338                 struct page     *page;
339                 uint            retries = 0;
340 retry:
341                 page = alloc_page(gfp_mask);
342                 if (unlikely(page == NULL)) {
343                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
344                                 bp->b_page_count = i;
345                                 error = -ENOMEM;
346                                 goto out_free_pages;
347                         }
348
349                         /*
350                          * This could deadlock.
351                          *
352                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
353                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
354                          */
355                         if (!(++retries % 100))
356                                 xfs_err(NULL,
357                 "possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
358                                         __func__, gfp_mask);
359
360                         XFS_STATS_INC(xb_page_retries);
361                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
362                         goto retry;
363                 }
364
365                 XFS_STATS_INC(xb_page_found);
366
367                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
368                 size -= nbytes;
369                 bp->b_pages[i] = page;
370                 offset = 0;
371         }
372         return 0;
373
374 out_free_pages:
375         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
376                 __free_page(bp->b_pages[i]);
377         return error;
378 }
379
380 /*
381  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
382  */
383 STATIC int
384 _xfs_buf_map_pages(
385         xfs_buf_t               *bp,
386         uint                    flags)
387 {
388         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
389         if (bp->b_page_count == 1) {
390                 /* A single page buffer is always mappable */
391                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
392         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
393                 bp->b_addr = NULL;
394         } else {
395                 int retried = 0;
396                 unsigned noio_flag;
397
398                 /*
399                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
400                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
401                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
402                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOIO to prevent
403                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
404                  * potentially deadlocking.
405                  */
406                 noio_flag = memalloc_noio_save();
407                 do {
408                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
409                                                 -1, PAGE_KERNEL);
410                         if (bp->b_addr)
411                                 break;
412                         vm_unmap_aliases();
413                 } while (retried++ <= 1);
414                 memalloc_noio_restore(noio_flag);
415
416                 if (!bp->b_addr)
417                         return -ENOMEM;
418                 bp->b_addr += bp->b_offset;
419         }
420
421         return 0;
422 }
423
424 /*
425  *      Finding and Reading Buffers
426  */
427
428 /*
429  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
430  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
431  *      locked. No I/O is implied by this call.
432  */
433 xfs_buf_t *
434 _xfs_buf_find(
435         struct xfs_buftarg      *btp,
436         struct xfs_buf_map      *map,
437         int                     nmaps,
438         xfs_buf_flags_t         flags,
439         xfs_buf_t               *new_bp)
440 {
441         size_t                  numbytes;
442         struct xfs_perag        *pag;
443         struct rb_node          **rbp;
444         struct rb_node          *parent;
445         xfs_buf_t               *bp;
446         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
447         xfs_daddr_t             eofs;
448         int                     numblks = 0;
449         int                     i;
450
451         for (i = 0; i < nmaps; i++)
452                 numblks += map[i].bm_len;
453         numbytes = BBTOB(numblks);
454
455         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
456         ASSERT(!(numbytes < btp->bt_meta_sectorsize));
457         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
458
459         /*
460          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
461          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
462          */
463         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
464         if (blkno >= eofs) {
465                 /*
466                  * XXX (dgc): we should really be returning -EFSCORRUPTED here,
467                  * but none of the higher level infrastructure supports
468                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
469                  */
470                 xfs_alert(btp->bt_mount,
471                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
472                           __func__, blkno, eofs);
473                 WARN_ON(1);
474                 return NULL;
475         }
476
477         /* get tree root */
478         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
479                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
480
481         /* walk tree */
482         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
483         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
484         parent = NULL;
485         bp = NULL;
486         while (*rbp) {
487                 parent = *rbp;
488                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
489
490                 if (blkno < bp->b_bn)
491                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
492                 else if (blkno > bp->b_bn)
493                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
494                 else {
495                         /*
496                          * found a block number match. If the range doesn't
497                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
498                          * in the cache is stale and the transaction that made
499                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
500                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
501                          * continue searching to the right for an exact match.
502                          */
503                         if (bp->b_length != numblks) {
504                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
505                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
506                                 continue;
507                         }
508                         atomic_inc(&bp->b_hold);
509                         goto found;
510                 }
511         }
512
513         /* No match found */
514         if (new_bp) {
515                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
516                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
517                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
518                 new_bp->b_pag = pag;
519                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
520         } else {
521                 XFS_STATS_INC(xb_miss_locked);
522                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
523                 xfs_perag_put(pag);
524         }
525         return new_bp;
526
527 found:
528         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
529         xfs_perag_put(pag);
530
531         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
532                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
533                         xfs_buf_rele(bp);
534                         XFS_STATS_INC(xb_busy_locked);
535                         return NULL;
536                 }
537                 xfs_buf_lock(bp);
538                 XFS_STATS_INC(xb_get_locked_waited);
539         }
540
541         /*
542          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
543          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
544          * intact here.
545          */
546         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
547                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
548                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
549                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
550                 bp->b_ops = NULL;
551         }
552
553         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
554         XFS_STATS_INC(xb_get_locked);
555         return bp;
556 }
557
558 /*
559  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
560  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
561  * more hits than misses.
562  */
563 struct xfs_buf *
564 xfs_buf_get_map(
565         struct xfs_buftarg      *target,
566         struct xfs_buf_map      *map,
567         int                     nmaps,
568         xfs_buf_flags_t         flags)
569 {
570         struct xfs_buf          *bp;
571         struct xfs_buf          *new_bp;
572         int                     error = 0;
573
574         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
575         if (likely(bp))
576                 goto found;
577
578         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
579         if (unlikely(!new_bp))
580                 return NULL;
581
582         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
583         if (error) {
584                 xfs_buf_free(new_bp);
585                 return NULL;
586         }
587
588         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
589         if (!bp) {
590                 xfs_buf_free(new_bp);
591                 return NULL;
592         }
593
594         if (bp != new_bp)
595                 xfs_buf_free(new_bp);
596
597 found:
598         if (!bp->b_addr) {
599                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
600                 if (unlikely(error)) {
601                         xfs_warn(target->bt_mount,
602                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
603                         xfs_buf_relse(bp);
604                         return NULL;
605                 }
606         }
607
608         XFS_STATS_INC(xb_get);
609         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
610         return bp;
611 }
612
613 STATIC int
614 _xfs_buf_read(
615         xfs_buf_t               *bp,
616         xfs_buf_flags_t         flags)
617 {
618         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
619         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
620
621         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
622         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
623
624         if (flags & XBF_ASYNC) {
625                 xfs_buf_submit(bp);
626                 return 0;
627         }
628         return xfs_buf_submit_wait(bp);
629 }
630
631 xfs_buf_t *
632 xfs_buf_read_map(
633         struct xfs_buftarg      *target,
634         struct xfs_buf_map      *map,
635         int                     nmaps,
636         xfs_buf_flags_t         flags,
637         const struct xfs_buf_ops *ops)
638 {
639         struct xfs_buf          *bp;
640
641         flags |= XBF_READ;
642
643         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
644         if (bp) {
645                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
646
647                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
648                         XFS_STATS_INC(xb_get_read);
649                         bp->b_ops = ops;
650                         _xfs_buf_read(bp, flags);
651                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
652                         /*
653                          * Read ahead call which is already satisfied,
654                          * drop the buffer
655                          */
656                         xfs_buf_relse(bp);
657                         return NULL;
658                 } else {
659                         /* We do not want read in the flags */
660                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
661                 }
662         }
663
664         return bp;
665 }
666
667 /*
668  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
669  *      safe manner.
670  */
671 void
672 xfs_buf_readahead_map(
673         struct xfs_buftarg      *target,
674         struct xfs_buf_map      *map,
675         int                     nmaps,
676         const struct xfs_buf_ops *ops)
677 {
678         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
679                 return;
680
681         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
682                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
683 }
684
685 /*
686  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
687  * buffer containing the disk contents or nothing.
688  */
689 int
690 xfs_buf_read_uncached(
691         struct xfs_buftarg      *target,
692         xfs_daddr_t             daddr,
693         size_t                  numblks,
694         int                     flags,
695         struct xfs_buf          **bpp,
696         const struct xfs_buf_ops *ops)
697 {
698         struct xfs_buf          *bp;
699
700         *bpp = NULL;
701
702         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
703         if (!bp)
704                 return -ENOMEM;
705
706         /* set up the buffer for a read IO */
707         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
708         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;  /* always null for uncached buffers */
709         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
710         bp->b_flags |= XBF_READ;
711         bp->b_ops = ops;
712
713         xfs_buf_submit_wait(bp);
714         if (bp->b_error) {
715                 int     error = bp->b_error;
716                 xfs_buf_relse(bp);
717                 return error;
718         }
719
720         *bpp = bp;
721         return 0;
722 }
723
724 /*
725  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
726  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
727  */
728 void
729 xfs_buf_set_empty(
730         struct xfs_buf          *bp,
731         size_t                  numblks)
732 {
733         if (bp->b_pages)
734                 _xfs_buf_free_pages(bp);
735
736         bp->b_pages = NULL;
737         bp->b_page_count = 0;
738         bp->b_addr = NULL;
739         bp->b_length = numblks;
740         bp->b_io_length = numblks;
741
742         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
743         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
744         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
745         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
746 }
747
748 static inline struct page *
749 mem_to_page(
750         void                    *addr)
751 {
752         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
753                 return virt_to_page(addr);
754         } else {
755                 return vmalloc_to_page(addr);
756         }
757 }
758
759 int
760 xfs_buf_associate_memory(
761         xfs_buf_t               *bp,
762         void                    *mem,
763         size_t                  len)
764 {
765         int                     rval;
766         int                     i = 0;
767         unsigned long           pageaddr;
768         unsigned long           offset;
769         size_t                  buflen;
770         int                     page_count;
771
772         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
773         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
774         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
775         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
776
777         /* Free any previous set of page pointers */
778         if (bp->b_pages)
779                 _xfs_buf_free_pages(bp);
780
781         bp->b_pages = NULL;
782         bp->b_addr = mem;
783
784         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
785         if (rval)
786                 return rval;
787
788         bp->b_offset = offset;
789
790         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
791                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
792                 pageaddr += PAGE_SIZE;
793         }
794
795         bp->b_io_length = BTOBB(len);
796         bp->b_length = BTOBB(buflen);
797
798         return 0;
799 }
800
801 xfs_buf_t *
802 xfs_buf_get_uncached(
803         struct xfs_buftarg      *target,
804         size_t                  numblks,
805         int                     flags)
806 {
807         unsigned long           page_count;
808         int                     error, i;
809         struct xfs_buf          *bp;
810         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
811
812         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
813         if (unlikely(bp == NULL))
814                 goto fail;
815
816         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
817         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
818         if (error)
819                 goto fail_free_buf;
820
821         for (i = 0; i < page_count; i++) {
822                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
823                 if (!bp->b_pages[i])
824                         goto fail_free_mem;
825         }
826         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
827
828         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
829         if (unlikely(error)) {
830                 xfs_warn(target->bt_mount,
831                         "%s: failed to map pages", __func__);
832                 goto fail_free_mem;
833         }
834
835         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
836         return bp;
837
838  fail_free_mem:
839         while (--i >= 0)
840                 __free_page(bp->b_pages[i]);
841         _xfs_buf_free_pages(bp);
842  fail_free_buf:
843         xfs_buf_free_maps(bp);
844         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
845  fail:
846         return NULL;
847 }
848
849 /*
850  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
851  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
852  *      Must hold the buffer already to call this function.
853  */
854 void
855 xfs_buf_hold(
856         xfs_buf_t               *bp)
857 {
858         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
859         atomic_inc(&bp->b_hold);
860 }
861
862 /*
863  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
864  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
865  */
866 void
867 xfs_buf_rele(
868         xfs_buf_t               *bp)
869 {
870         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
871
872         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
873
874         if (!pag) {
875                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
876                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
877                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
878                         xfs_buf_free(bp);
879                 return;
880         }
881
882         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
883
884         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
885         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
886                 spin_lock(&bp->b_lock);
887                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
888                         /*
889                          * If the buffer is added to the LRU take a new
890                          * reference to the buffer for the LRU and clear the
891                          * (now stale) dispose list state flag
892                          */
893                         if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
894                                 bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
895                                 atomic_inc(&bp->b_hold);
896                         }
897                         spin_unlock(&bp->b_lock);
898                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
899                 } else {
900                         /*
901                          * most of the time buffers will already be removed from
902                          * the LRU, so optimise that case by checking for the
903                          * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the
904                          * buffer was on was the disposal list
905                          */
906                         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
907                                 list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
908                         } else {
909                                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
910                         }
911                         spin_unlock(&bp->b_lock);
912
913                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
914                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
915                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
916                         xfs_perag_put(pag);
917                         xfs_buf_free(bp);
918                 }
919         }
920 }
921
922
923 /*
924  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
925  *
926  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
927  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
928  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
929  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
930  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
931  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
932  *      to push on stale inode buffers.
933  */
934 int
935 xfs_buf_trylock(
936         struct xfs_buf          *bp)
937 {
938         int                     locked;
939
940         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
941         if (locked)
942                 XB_SET_OWNER(bp);
943
944         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
945         return locked;
946 }
947
948 /*
949  *      Lock a buffer object.
950  *
951  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
952  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
953  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
954  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
955  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
956  */
957 void
958 xfs_buf_lock(
959         struct xfs_buf          *bp)
960 {
961         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
962
963         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
964                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
965         down(&bp->b_sema);
966         XB_SET_OWNER(bp);
967
968         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
969 }
970
971 void
972 xfs_buf_unlock(
973         struct xfs_buf          *bp)
974 {
975         XB_CLEAR_OWNER(bp);
976         up(&bp->b_sema);
977
978         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
979 }
980
981 STATIC void
982 xfs_buf_wait_unpin(
983         xfs_buf_t               *bp)
984 {
985         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
986
987         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
988                 return;
989
990         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
991         for (;;) {
992                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
993                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
994                         break;
995                 io_schedule();
996         }
997         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
998         set_current_state(TASK_RUNNING);
999 }
1000
1001 /*
1002  *      Buffer Utility Routines
1003  */
1004
1005 void
1006 xfs_buf_ioend(
1007         struct xfs_buf  *bp)
1008 {
1009         bool            read = bp->b_flags & XBF_READ;
1010
1011         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1012
1013         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1014
1015         /*
1016          * Pull in IO completion errors now. We are guaranteed to be running
1017          * single threaded, so we don't need the lock to read b_io_error.
1018          */
1019         if (!bp->b_error && bp->b_io_error)
1020                 xfs_buf_ioerror(bp, bp->b_io_error);
1021
1022         /* Only validate buffers that were read without errors */
1023         if (read && !bp->b_error && bp->b_ops) {
1024                 ASSERT(!bp->b_iodone);
1025                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1026         }
1027
1028         if (!bp->b_error)
1029                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1030
1031         if (bp->b_iodone)
1032                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1033         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1034                 xfs_buf_relse(bp);
1035         else
1036                 complete(&bp->b_iowait);
1037 }
1038
1039 static void
1040 xfs_buf_ioend_work(
1041         struct work_struct      *work)
1042 {
1043         struct xfs_buf          *bp =
1044                 container_of(work, xfs_buf_t, b_iodone_work);
1045
1046         xfs_buf_ioend(bp);
1047 }
1048
1049 void
1050 xfs_buf_ioend_async(
1051         struct xfs_buf  *bp)
1052 {
1053         INIT_WORK(&bp->b_iodone_work, xfs_buf_ioend_work);
1054         queue_work(bp->b_target->bt_mount->m_buf_workqueue, &bp->b_iodone_work);
1055 }
1056
1057 void
1058 xfs_buf_ioerror(
1059         xfs_buf_t               *bp,
1060         int                     error)
1061 {
1062         ASSERT(error <= 0 && error >= -1000);
1063         bp->b_error = error;
1064         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1065 }
1066
1067 void
1068 xfs_buf_ioerror_alert(
1069         struct xfs_buf          *bp,
1070         const char              *func)
1071 {
1072         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1073 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1074                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, -bp->b_error, bp->b_length);
1075 }
1076
1077 int
1078 xfs_bwrite(
1079         struct xfs_buf          *bp)
1080 {
1081         int                     error;
1082
1083         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1084
1085         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1086         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q |
1087                          XBF_WRITE_FAIL | XBF_DONE);
1088
1089         error = xfs_buf_submit_wait(bp);
1090         if (error) {
1091                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1092                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1093         }
1094         return error;
1095 }
1096
1097 STATIC void
1098 xfs_buf_bio_end_io(
1099         struct bio              *bio,
1100         int                     error)
1101 {
1102         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1103
1104         /*
1105          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1106          * buffers that require multiple bios to complete.
1107          */
1108         if (error) {
1109                 spin_lock(&bp->b_lock);
1110                 if (!bp->b_io_error)
1111                         bp->b_io_error = error;
1112                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1113         }
1114
1115         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1116                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1117
1118         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1119                 xfs_buf_ioend_async(bp);
1120         bio_put(bio);
1121 }
1122
1123 static void
1124 xfs_buf_ioapply_map(
1125         struct xfs_buf  *bp,
1126         int             map,
1127         int             *buf_offset,
1128         int             *count,
1129         int             rw)
1130 {
1131         int             page_index;
1132         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1133         int             nr_pages;
1134         struct bio      *bio;
1135         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1136         int             size;
1137         int             offset;
1138
1139         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1140
1141         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1142         page_index = 0;
1143         offset = *buf_offset;
1144         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1145                 page_index++;
1146                 offset -= PAGE_SIZE;
1147         }
1148
1149         /*
1150          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1151          * remaining IO count for the next time around.
1152          */
1153         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1154         *count -= size;
1155         *buf_offset += size;
1156
1157 next_chunk:
1158         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1159         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1160         if (nr_pages > total_nr_pages)
1161                 nr_pages = total_nr_pages;
1162
1163         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1164         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1165         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1166         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1167         bio->bi_private = bp;
1168
1169
1170         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1171                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1172
1173                 if (nbytes > size)
1174                         nbytes = size;
1175
1176                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1177                                       offset);
1178                 if (rbytes < nbytes)
1179                         break;
1180
1181                 offset = 0;
1182                 sector += BTOBB(nbytes);
1183                 size -= nbytes;
1184                 total_nr_pages--;
1185         }
1186
1187         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1188                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1189                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1190                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1191                 }
1192                 submit_bio(rw, bio);
1193                 if (size)
1194                         goto next_chunk;
1195         } else {
1196                 /*
1197                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1198                  * because the caller (xfs_buf_submit) holds a count itself.
1199                  */
1200                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1201                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1202                 bio_put(bio);
1203         }
1204
1205 }
1206
1207 STATIC void
1208 _xfs_buf_ioapply(
1209         struct xfs_buf  *bp)
1210 {
1211         struct blk_plug plug;
1212         int             rw;
1213         int             offset;
1214         int             size;
1215         int             i;
1216
1217         /*
1218          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1219          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1220          */
1221         bp->b_error = 0;
1222
1223         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1224                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1225                         rw = WRITE_SYNC;
1226                 else
1227                         rw = WRITE;
1228                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1229                         rw |= REQ_FUA;
1230                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1231                         rw |= REQ_FLUSH;
1232
1233                 /*
1234                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1235                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1236                  * the IO should not be dispatched.
1237                  */
1238                 if (bp->b_ops) {
1239                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1240                         if (bp->b_error) {
1241                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1242                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1243                                 return;
1244                         }
1245                 } else if (bp->b_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL) {
1246                         struct xfs_mount *mp = bp->b_target->bt_mount;
1247
1248                         /*
1249                          * non-crc filesystems don't attach verifiers during
1250                          * log recovery, so don't warn for such filesystems.
1251                          */
1252                         if (xfs_sb_version_hascrc(&mp->m_sb)) {
1253                                 xfs_warn(mp,
1254                                         "%s: no ops on block 0x%llx/0x%x",
1255                                         __func__, bp->b_bn, bp->b_length);
1256                                 xfs_hex_dump(bp->b_addr, 64);
1257                                 dump_stack();
1258                         }
1259                 }
1260         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1261                 rw = READA;
1262         } else {
1263                 rw = READ;
1264         }
1265
1266         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1267         rw |= REQ_META;
1268
1269         /*
1270          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1271          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1272          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1273          * subsequent call.
1274          */
1275         offset = bp->b_offset;
1276         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1277         blk_start_plug(&plug);
1278         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1279                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1280                 if (bp->b_error)
1281                         break;
1282                 if (size <= 0)
1283                         break;  /* all done */
1284         }
1285         blk_finish_plug(&plug);
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Asynchronous IO submission path. This transfers the buffer lock ownership and
1290  * the current reference to the IO. It is not safe to reference the buffer after
1291  * a call to this function unless the caller holds an additional reference
1292  * itself.
1293  */
1294 void
1295 xfs_buf_submit(
1296         struct xfs_buf  *bp)
1297 {
1298         trace_xfs_buf_submit(bp, _RET_IP_);
1299
1300         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1301         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
1302
1303         /* on shutdown we stale and complete the buffer immediately */
1304         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1305                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1306                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1307                 xfs_buf_stale(bp);
1308                 xfs_buf_ioend(bp);
1309                 return;
1310         }
1311
1312         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1313                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1314
1315         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1316         bp->b_io_error = 0;
1317
1318         /*
1319          * The caller's reference is released during I/O completion.
1320          * This occurs some time after the last b_io_remaining reference is
1321          * released, so after we drop our Io reference we have to have some
1322          * other reference to ensure the buffer doesn't go away from underneath
1323          * us. Take a direct reference to ensure we have safe access to the
1324          * buffer until we are finished with it.
1325          */
1326         xfs_buf_hold(bp);
1327
1328         /*
1329          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1330          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1331          * xfs_buf_ioend too early.
1332          */
1333         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1334         _xfs_buf_ioapply(bp);
1335
1336         /*
1337          * If _xfs_buf_ioapply failed, we can get back here with only the IO
1338          * reference we took above. If we drop it to zero, run completion so
1339          * that we don't return to the caller with completion still pending.
1340          */
1341         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1) {
1342                 if (bp->b_error)
1343                         xfs_buf_ioend(bp);
1344                 else
1345                         xfs_buf_ioend_async(bp);
1346         }
1347
1348         xfs_buf_rele(bp);
1349         /* Note: it is not safe to reference bp now we've dropped our ref */
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Synchronous buffer IO submission path, read or write.
1354  */
1355 int
1356 xfs_buf_submit_wait(
1357         struct xfs_buf  *bp)
1358 {
1359         int             error;
1360
1361         trace_xfs_buf_submit_wait(bp, _RET_IP_);
1362
1363         ASSERT(!(bp->b_flags & (_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC)));
1364
1365         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1366                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1367                 xfs_buf_stale(bp);
1368                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1369                 return -EIO;
1370         }
1371
1372         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1373                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1374
1375         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1376         bp->b_io_error = 0;
1377
1378         /*
1379          * For synchronous IO, the IO does not inherit the submitters reference
1380          * count, nor the buffer lock. Hence we cannot release the reference we
1381          * are about to take until we've waited for all IO completion to occur,
1382          * including any xfs_buf_ioend_async() work that may be pending.
1383          */
1384         xfs_buf_hold(bp);
1385
1386         /*
1387          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1388          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1389          * xfs_buf_ioend too early.
1390          */
1391         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1392         _xfs_buf_ioapply(bp);
1393
1394         /*
1395          * make sure we run completion synchronously if it raced with us and is
1396          * already complete.
1397          */
1398         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1399                 xfs_buf_ioend(bp);
1400
1401         /* wait for completion before gathering the error from the buffer */
1402         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1403         wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1404         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1405         error = bp->b_error;
1406
1407         /*
1408          * all done now, we can release the hold that keeps the buffer
1409          * referenced for the entire IO.
1410          */
1411         xfs_buf_rele(bp);
1412         return error;
1413 }
1414
1415 xfs_caddr_t
1416 xfs_buf_offset(
1417         xfs_buf_t               *bp,
1418         size_t                  offset)
1419 {
1420         struct page             *page;
1421
1422         if (bp->b_addr)
1423                 return bp->b_addr + offset;
1424
1425         offset += bp->b_offset;
1426         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1427         return (xfs_caddr_t)page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1428 }
1429
1430 /*
1431  *      Move data into or out of a buffer.
1432  */
1433 void
1434 xfs_buf_iomove(
1435         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1436         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1437         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1438         void                    *data,  /* data address                 */
1439         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1440 {
1441         size_t                  bend;
1442
1443         bend = boff + bsize;
1444         while (boff < bend) {
1445                 struct page     *page;
1446                 int             page_index, page_offset, csize;
1447
1448                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1449                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1450                 page = bp->b_pages[page_index];
1451                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1452                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1453
1454                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1455
1456                 switch (mode) {
1457                 case XBRW_ZERO:
1458                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1459                         break;
1460                 case XBRW_READ:
1461                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1462                         break;
1463                 case XBRW_WRITE:
1464                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1465                 }
1466
1467                 boff += csize;
1468                 data += csize;
1469         }
1470 }
1471
1472 /*
1473  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1474  */
1475
1476 /*
1477  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1478  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1479  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1480  */
1481 static enum lru_status
1482 xfs_buftarg_wait_rele(
1483         struct list_head        *item,
1484         spinlock_t              *lru_lock,
1485         void                    *arg)
1486
1487 {
1488         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1489         struct list_head        *dispose = arg;
1490
1491         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1492                 /* need to wait, so skip it this pass */
1493                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1494                 return LRU_SKIP;
1495         }
1496         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1497                 return LRU_SKIP;
1498
1499         /*
1500          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1501          * ignored in xfs_buf_rele().
1502          */
1503         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1504         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1505         list_move(item, dispose);
1506         spin_unlock(&bp->b_lock);
1507         return LRU_REMOVED;
1508 }
1509
1510 void
1511 xfs_wait_buftarg(
1512         struct xfs_buftarg      *btp)
1513 {
1514         LIST_HEAD(dispose);
1515         int loop = 0;
1516
1517         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1518         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1519                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1520                               &dispose, LONG_MAX);
1521
1522                 while (!list_empty(&dispose)) {
1523                         struct xfs_buf *bp;
1524                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1525                         list_del_init(&bp->b_lru);
1526                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1527                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1528 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!\n"
1529 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.",
1530                                         (long long)bp->b_bn);
1531                         }
1532                         xfs_buf_rele(bp);
1533                 }
1534                 if (loop++ != 0)
1535                         delay(100);
1536         }
1537 }
1538
1539 static enum lru_status
1540 xfs_buftarg_isolate(
1541         struct list_head        *item,
1542         spinlock_t              *lru_lock,
1543         void                    *arg)
1544 {
1545         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1546         struct list_head        *dispose = arg;
1547
1548         /*
1549          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1550          * If we fail to get the lock, just skip it.
1551          */
1552         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1553                 return LRU_SKIP;
1554         /*
1555          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1556          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1557          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1558          */
1559         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1560                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1561                 return LRU_ROTATE;
1562         }
1563
1564         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1565         list_move(item, dispose);
1566         spin_unlock(&bp->b_lock);
1567         return LRU_REMOVED;
1568 }
1569
1570 static unsigned long
1571 xfs_buftarg_shrink_scan(
1572         struct shrinker         *shrink,
1573         struct shrink_control   *sc)
1574 {
1575         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1576                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1577         LIST_HEAD(dispose);
1578         unsigned long           freed;
1579         unsigned long           nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1580
1581         freed = list_lru_walk_node(&btp->bt_lru, sc->nid, xfs_buftarg_isolate,
1582                                        &dispose, &nr_to_scan);
1583
1584         while (!list_empty(&dispose)) {
1585                 struct xfs_buf *bp;
1586                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1587                 list_del_init(&bp->b_lru);
1588                 xfs_buf_rele(bp);
1589         }
1590
1591         return freed;
1592 }
1593
1594 static unsigned long
1595 xfs_buftarg_shrink_count(
1596         struct shrinker         *shrink,
1597         struct shrink_control   *sc)
1598 {
1599         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1600                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1601         return list_lru_count_node(&btp->bt_lru, sc->nid);
1602 }
1603
1604 void
1605 xfs_free_buftarg(
1606         struct xfs_mount        *mp,
1607         struct xfs_buftarg      *btp)
1608 {
1609         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1610         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1611
1612         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1613                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1614
1615         kmem_free(btp);
1616 }
1617
1618 int
1619 xfs_setsize_buftarg(
1620         xfs_buftarg_t           *btp,
1621         unsigned int            sectorsize)
1622 {
1623         /* Set up metadata sector size info */
1624         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1625         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1626
1627         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1628                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1629
1630                 bdevname(btp->bt_bdev, name);
1631
1632                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1633                         "Cannot set_blocksize to %u on device %s",
1634                         sectorsize, name);
1635                 return -EINVAL;
1636         }
1637
1638         /* Set up device logical sector size mask */
1639         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1640         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1641
1642         return 0;
1643 }
1644
1645 /*
1646  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1647  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1648  * are being used at this early stage.  Play safe.
1649  */
1650 STATIC int
1651 xfs_setsize_buftarg_early(
1652         xfs_buftarg_t           *btp,
1653         struct block_device     *bdev)
1654 {
1655         return xfs_setsize_buftarg(btp, bdev_logical_block_size(bdev));
1656 }
1657
1658 xfs_buftarg_t *
1659 xfs_alloc_buftarg(
1660         struct xfs_mount        *mp,
1661         struct block_device     *bdev)
1662 {
1663         xfs_buftarg_t           *btp;
1664
1665         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1666
1667         btp->bt_mount = mp;
1668         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1669         btp->bt_bdev = bdev;
1670         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1671
1672         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1673                 goto error;
1674
1675         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1676                 goto error;
1677
1678         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1679         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1680         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1681         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1682         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1683         return btp;
1684
1685 error:
1686         kmem_free(btp);
1687         return NULL;
1688 }
1689
1690 /*
1691  * Add a buffer to the delayed write list.
1692  *
1693  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1694  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1695  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1696  * to the callers.
1697  *
1698  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1699  * been on the buffer list.
1700  */
1701 bool
1702 xfs_buf_delwri_queue(
1703         struct xfs_buf          *bp,
1704         struct list_head        *list)
1705 {
1706         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1707         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1708
1709         /*
1710          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1711          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1712          * case.
1713          */
1714         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1715                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1716                 return false;
1717         }
1718
1719         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1720
1721         /*
1722          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1723          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1724          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1725          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1726          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1727          * which case we need just need to re-add the flag here.
1728          */
1729         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1730         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1731                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1732                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1733         }
1734
1735         return true;
1736 }
1737
1738 /*
1739  * Compare function is more complex than it needs to be because
1740  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1741  * on 64 bit values
1742  */
1743 static int
1744 xfs_buf_cmp(
1745         void            *priv,
1746         struct list_head *a,
1747         struct list_head *b)
1748 {
1749         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1750         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1751         xfs_daddr_t             diff;
1752
1753         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1754         if (diff < 0)
1755                 return -1;
1756         if (diff > 0)
1757                 return 1;
1758         return 0;
1759 }
1760
1761 static int
1762 __xfs_buf_delwri_submit(
1763         struct list_head        *buffer_list,
1764         struct list_head        *io_list,
1765         bool                    wait)
1766 {
1767         struct blk_plug         plug;
1768         struct xfs_buf          *bp, *n;
1769         int                     pinned = 0;
1770
1771         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1772                 if (!wait) {
1773                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1774                                 pinned++;
1775                                 continue;
1776                         }
1777                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1778                                 continue;
1779                 } else {
1780                         xfs_buf_lock(bp);
1781                 }
1782
1783                 /*
1784                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1785                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1786                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1787                  * reference and remove it from the list here.
1788                  */
1789                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1790                         list_del_init(&bp->b_list);
1791                         xfs_buf_relse(bp);
1792                         continue;
1793                 }
1794
1795                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1796                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1797         }
1798
1799         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1800
1801         blk_start_plug(&plug);
1802         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1803                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC | XBF_WRITE_FAIL);
1804                 bp->b_flags |= XBF_WRITE | XBF_ASYNC;
1805
1806                 /*
1807                  * we do all Io submission async. This means if we need to wait
1808                  * for IO completion we need to take an extra reference so the
1809                  * buffer is still valid on the other side.
1810                  */
1811                 if (wait)
1812                         xfs_buf_hold(bp);
1813                 else
1814                         list_del_init(&bp->b_list);
1815
1816                 xfs_buf_submit(bp);
1817         }
1818         blk_finish_plug(&plug);
1819
1820         return pinned;
1821 }
1822
1823 /*
1824  * Write out a buffer list asynchronously.
1825  *
1826  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1827  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1828  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1829  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1830  * function.
1831  */
1832 int
1833 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1834         struct list_head        *buffer_list)
1835 {
1836         LIST_HEAD               (io_list);
1837         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1838 }
1839
1840 /*
1841  * Write out a buffer list synchronously.
1842  *
1843  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1844  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1845  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1846  * functionality.
1847  */
1848 int
1849 xfs_buf_delwri_submit(
1850         struct list_head        *buffer_list)
1851 {
1852         LIST_HEAD               (io_list);
1853         int                     error = 0, error2;
1854         struct xfs_buf          *bp;
1855
1856         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1857
1858         /* Wait for IO to complete. */
1859         while (!list_empty(&io_list)) {
1860                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1861
1862                 list_del_init(&bp->b_list);
1863
1864                 /* locking the buffer will wait for async IO completion. */
1865                 xfs_buf_lock(bp);
1866                 error2 = bp->b_error;
1867                 xfs_buf_relse(bp);
1868                 if (!error)
1869                         error = error2;
1870         }
1871
1872         return error;
1873 }
1874
1875 int __init
1876 xfs_buf_init(void)
1877 {
1878         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1879                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1880         if (!xfs_buf_zone)
1881                 goto out;
1882
1883         return 0;
1884
1885  out:
1886         return -ENOMEM;
1887 }
1888
1889 void
1890 xfs_buf_terminate(void)
1891 {
1892         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1893 }