fs/xfs/xfs_buf.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18 #include "xfs.h"
  19 #include <linux/stddef.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/gfp.h>
  22 #include <linux/pagemap.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/bio.h>
  26 #include <linux/sysctl.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/workqueue.h>
  29 #include <linux/percpu.h>
  30 #include <linux/blkdev.h>
  31 #include <linux/hash.h>
  32 #include <linux/kthread.h>
  33 #include <linux/migrate.h>
  34 #include <linux/backing-dev.h>
  35 #include <linux/freezer.h>
  36
  37 #include "xfs_sb.h"
  38 #include "xfs_log.h"
  39 #include "xfs_ag.h"
  40 #include "xfs_mount.h"
  41 #include "xfs_trace.h"
  42
  43 static kmem_zone_t *xfs_buf_zone;
  44
  45 static struct workqueue_struct *xfslogd_workqueue;
  46
  47 #ifdef XFS_BUF_LOCK_TRACKING
  48 # define XB_SET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder = current->pid)
  49 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     ((bp)->b_last_holder = -1)
  50 # define XB_GET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder)
  51 #else
  52 # define XB_SET_OWNER(bp)       do { } while (0)
  53 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     do { } while (0)
  54 # define XB_GET_OWNER(bp)       do { } while (0)
  55 #endif
  56
  57 #define xb_to_gfp(flags) \
  58         ((((flags) & XBF_READ_AHEAD) ? __GFP_NORETRY : GFP_NOFS) | __GFP_NOWARN)
  59
  60
  61 static inline int
  62 xfs_buf_is_vmapped(
  63         struct xfs_buf  *bp)
  64 {
  65         /*
  66          * Return true if the buffer is vmapped.
  67          *
  68          * b_addr is null if the buffer is not mapped, but the code is clever
  69          * enough to know it doesn't have to map a single page, so the check has
  70          * to be both for b_addr and bp->b_page_count > 1.
  71          */
  72         return bp->b_addr && bp->b_page_count > 1;
  73 }
  74
  75 static inline int
  76 xfs_buf_vmap_len(
  77         struct xfs_buf  *bp)
  78 {
  79         return (bp->b_page_count * PAGE_SIZE) - bp->b_offset;
  80 }
  81
  82 /*
  83  * xfs_buf_lru_add - add a buffer to the LRU.
  84  *
  85  * The LRU takes a new reference to the buffer so that it will only be freed
  86  * once the shrinker takes the buffer off the LRU.
  87  */
  88 STATIC void
  89 xfs_buf_lru_add(
  90         struct xfs_buf  *bp)
  91 {
  92         struct xfs_buftarg *btp = bp->b_target;
  93
  94         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
  95         if (list_empty(&bp->b_lru)) {
  96                 atomic_inc(&bp->b_hold);
  97                 list_add_tail(&bp->b_lru, &btp->bt_lru);
  98                 btp->bt_lru_nr++;
  99                 bp->b_lru_flags &= ~_XBF_LRU_DISPOSE;
 100         }
 101         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
 102 }
 103
 104 /*
 105  * xfs_buf_lru_del - remove a buffer from the LRU
 106  *
 107  * The unlocked check is safe here because it only occurs when there are not
 108  * b_lru_ref counts left on the inode under the pag->pag_buf_lock. it is there
 109  * to optimise the shrinker removing the buffer from the LRU and calling
 110  * xfs_buf_free(). i.e. it removes an unnecessary round trip on the
 111  * bt_lru_lock.
 112  */
 113 STATIC void
 114 xfs_buf_lru_del(
 115         struct xfs_buf  *bp)
 116 {
 117         struct xfs_buftarg *btp = bp->b_target;
 118
 119         if (list_empty(&bp->b_lru))
 120                 return;
 121
 122         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
 123         if (!list_empty(&bp->b_lru)) {
 124                 list_del_init(&bp->b_lru);
 125                 btp->bt_lru_nr--;
 126         }
 127         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
 128 }
 129
 130 /*
 131  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
 132  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
 133  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
 134  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
 135  *
 136  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
 137  */
 138 void
 139 xfs_buf_stale(
 140         struct xfs_buf  *bp)
 141 {
 142         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
 143
 144         bp->b_flags |= XBF_STALE;
 145
 146         /*
 147          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
 148          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
 149          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
 150          */
 151         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
 152
 153         atomic_set(&(bp)->b_lru_ref, 0);
 154         if (!list_empty(&bp->b_lru)) {
 155                 struct xfs_buftarg *btp = bp->b_target;
 156
 157                 spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
 158                 if (!list_empty(&bp->b_lru) &&
 159                     !(bp->b_lru_flags & _XBF_LRU_DISPOSE)) {
 160                         list_del_init(&bp->b_lru);
 161                         btp->bt_lru_nr--;
 162                         atomic_dec(&bp->b_hold);
 163                 }
 164                 spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
 165         }
 166         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
 167 }
 168
 169 static int
 170 xfs_buf_get_maps(
 171         struct xfs_buf          *bp,
 172         int                     map_count)
 173 {
 174         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
 175         bp->b_map_count = map_count;
 176
 177         if (map_count == 1) {
 178                 bp->b_maps = &bp->b_map;
 179                 return 0;
 180         }
 181
 182         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
 183                                 KM_NOFS);
 184         if (!bp->b_maps)
 185                 return ENOMEM;
 186         return 0;
 187 }
 188
 189 /*
 190  *      Frees b_pages if it was allocated.
 191  */
 192 static void
 193 xfs_buf_free_maps(
 194         struct xfs_buf  *bp)
 195 {
 196         if (bp->b_maps != &bp->b_map) {
 197                 kmem_free(bp->b_maps);
 198                 bp->b_maps = NULL;
 199         }
 200 }
 201
 202 struct xfs_buf *
 203 _xfs_buf_alloc(
 204         struct xfs_buftarg      *target,
 205         struct xfs_buf_map      *map,
 206         int                     nmaps,
 207         xfs_buf_flags_t         flags)
 208 {
 209         struct xfs_buf          *bp;
 210         int                     error;
 211         int                     i;
 212
 213         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
 214         if (unlikely(!bp))
 215                 return NULL;
 216
 217         /*
 218          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
 219          * specifically set by later operations on the buffer.
 220          */
 221         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 222
 223         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
 224         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
 225         init_completion(&bp->b_iowait);
 226         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
 227         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
 228         RB_CLEAR_NODE(&bp->b_rbnode);
 229         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
 230         XB_SET_OWNER(bp);
 231         bp->b_target = target;
 232         bp->b_flags = flags;
 233
 234         /*
 235          * Set length and io_length to the same value initially.
 236          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
 237          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
 238          */
 239         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
 240         if (error)  {
 241                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 242                 return NULL;
 243         }
 244
 245         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
 246         bp->b_length = 0;
 247         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
 248                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
 249                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
 250                 bp->b_length += map[i].bm_len;
 251         }
 252         bp->b_io_length = bp->b_length;
 253
 254         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
 255         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
 256
 257         XFS_STATS_INC(xb_create);
 258         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
 259
 260         return bp;
 261 }
 262
 263 /*
 264  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
 265  *      of pages, and point the page buf at it.
 266  */
 267 STATIC int
 268 _xfs_buf_get_pages(
 269         xfs_buf_t               *bp,
 270         int                     page_count,
 271         xfs_buf_flags_t         flags)
 272 {
 273         /* Make sure that we have a page list */
 274         if (bp->b_pages == NULL) {
 275                 bp->b_page_count = page_count;
 276                 if (page_count <= XB_PAGES) {
 277                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
 278                 } else {
 279                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
 280                                                  page_count, KM_NOFS);
 281                         if (bp->b_pages == NULL)
 282                                 return -ENOMEM;
 283                 }
 284                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
 285         }
 286         return 0;
 287 }
 288
 289 /*
 290  *      Frees b_pages if it was allocated.
 291  */
 292 STATIC void
 293 _xfs_buf_free_pages(
 294         xfs_buf_t       *bp)
 295 {
 296         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
 297                 kmem_free(bp->b_pages);
 298                 bp->b_pages = NULL;
 299         }
 300 }
 301
 302 /*
 303  *      Releases the specified buffer.
 304  *
 305  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
 306  *      The buffer most not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
 307  *      hashed and refcounted buffers
 308  */
 309 void
 310 xfs_buf_free(
 311         xfs_buf_t               *bp)
 312 {
 313         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
 314
 315         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 316
 317         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
 318                 uint            i;
 319
 320                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
 321                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
 322                                         bp->b_page_count);
 323
 324                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 325                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
 326
 327                         __free_page(page);
 328                 }
 329         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
 330                 kmem_free(bp->b_addr);
 331         _xfs_buf_free_pages(bp);
 332         xfs_buf_free_maps(bp);
 333         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 334 }
 335
 336 /*
 337  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
 338  */
 339 STATIC int
 340 xfs_buf_allocate_memory(
 341         xfs_buf_t               *bp,
 342         uint                    flags)
 343 {
 344         size_t                  size;
 345         size_t                  nbytes, offset;
 346         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
 347         unsigned short          page_count, i;
 348         xfs_off_t               start, end;
 349         int                     error;
 350
 351         /*
 352          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
 353          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
 354          * page arrays to keep allocation down to order 0.
 355          */
 356         size = BBTOB(bp->b_length);
 357         if (size < PAGE_SIZE) {
 358                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
 359                 if (!bp->b_addr) {
 360                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
 361                         goto use_alloc_page;
 362                 }
 363
 364                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
 365                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
 366                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
 367                         kmem_free(bp->b_addr);
 368                         bp->b_addr = NULL;
 369                         goto use_alloc_page;
 370                 }
 371                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
 372                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
 373                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
 374                 bp->b_page_count = 1;
 375                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
 376                 return 0;
 377         }
 378
 379 use_alloc_page:
 380         start = BBTOB(bp->b_map.bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
 381         end = (BBTOB(bp->b_map.bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
 382                                                                 >> PAGE_SHIFT;
 383         page_count = end - start;
 384         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, flags);
 385         if (unlikely(error))
 386                 return error;
 387
 388         offset = bp->b_offset;
 389         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 390
 391         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 392                 struct page     *page;
 393                 uint            retries = 0;
 394 retry:
 395                 page = alloc_page(gfp_mask);
 396                 if (unlikely(page == NULL)) {
 397                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
 398                                 bp->b_page_count = i;
 399                                 error = ENOMEM;
 400                                 goto out_free_pages;
 401                         }
 402
 403                         /*
 404                          * This could deadlock.
 405                          *
 406                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
 407                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
 408                          */
 409                         if (!(++retries % 100))
 410                                 xfs_err(NULL,
 411                 "possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
 412                                         __func__, gfp_mask);
 413
 414                         XFS_STATS_INC(xb_page_retries);
 415                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
 416                         goto retry;
 417                 }
 418
 419                 XFS_STATS_INC(xb_page_found);
 420
 421                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
 422                 size -= nbytes;
 423                 bp->b_pages[i] = page;
 424                 offset = 0;
 425         }
 426         return 0;
 427
 428 out_free_pages:
 429         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
 430                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 431         return error;
 432 }
 433
 434 /*
 435  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
 436  */
 437 STATIC int
 438 _xfs_buf_map_pages(
 439         xfs_buf_t               *bp,
 440         uint                    flags)
 441 {
 442         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
 443         if (bp->b_page_count == 1) {
 444                 /* A single page buffer is always mappable */
 445                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
 446         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
 447                 bp->b_addr = NULL;
 448         } else {
 449                 int retried = 0;
 450
 451                 do {
 452                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
 453                                                 -1, PAGE_KERNEL);
 454                         if (bp->b_addr)
 455                                 break;
 456                         vm_unmap_aliases();
 457                 } while (retried++ <= 1);
 458
 459                 if (!bp->b_addr)
 460                         return -ENOMEM;
 461                 bp->b_addr += bp->b_offset;
 462         }
 463
 464         return 0;
 465 }
 466
 467 /*
 468  *      Finding and Reading Buffers
 469  */
 470
 471 /*
 472  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
 473  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
 474  *      locked. No I/O is implied by this call.
 475  */
 476 xfs_buf_t *
 477 _xfs_buf_find(
 478         struct xfs_buftarg      *btp,
 479         struct xfs_buf_map      *map,
 480         int                     nmaps,
 481         xfs_buf_flags_t         flags,
 482         xfs_buf_t               *new_bp)
 483 {
 484         size_t                  numbytes;
 485         struct xfs_perag        *pag;
 486         struct rb_node          **rbp;
 487         struct rb_node          *parent;
 488         xfs_buf_t               *bp;
 489         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
 490         int                     numblks = 0;
 491         int                     i;
 492
 493         for (i = 0; i < nmaps; i++)
 494                 numblks += map[i].bm_len;
 495         numbytes = BBTOB(numblks);
 496
 497         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
 498         ASSERT(!(numbytes < (1 << btp->bt_sshift)));
 499         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_smask));
 500
 501         /* get tree root */
 502         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
 503                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
 504
 505         /* walk tree */
 506         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
 507         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
 508         parent = NULL;
 509         bp = NULL;
 510         while (*rbp) {
 511                 parent = *rbp;
 512                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
 513
 514                 if (blkno < bp->b_bn)
 515                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
 516                 else if (blkno > bp->b_bn)
 517                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
 518                 else {
 519                         /*
 520                          * found a block number match. If the range doesn't
 521                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
 522                          * in the cache is stale and the transaction that made
 523                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
 524                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
 525                          * continue searching to the right for an exact match.
 526                          */
 527                         if (bp->b_length != numblks) {
 528                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
 529                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
 530                                 continue;
 531                         }
 532                         atomic_inc(&bp->b_hold);
 533                         goto found;
 534                 }
 535         }
 536
 537         /* No match found */
 538         if (new_bp) {
 539                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
 540                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 541                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
 542                 new_bp->b_pag = pag;
 543                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 544         } else {
 545                 XFS_STATS_INC(xb_miss_locked);
 546                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 547                 xfs_perag_put(pag);
 548         }
 549         return new_bp;
 550
 551 found:
 552         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 553         xfs_perag_put(pag);
 554
 555         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
 556                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
 557                         xfs_buf_rele(bp);
 558                         XFS_STATS_INC(xb_busy_locked);
 559                         return NULL;
 560                 }
 561                 xfs_buf_lock(bp);
 562                 XFS_STATS_INC(xb_get_locked_waited);
 563         }
 564
 565         /*
 566          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
 567          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
 568          * intact here.
 569          */
 570         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
 571                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
 572                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
 573         }
 574
 575         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
 576         XFS_STATS_INC(xb_get_locked);
 577         return bp;
 578 }
 579
 580 /*
 581  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
 582  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
 583  * more hits than misses.
 584  */
 585 struct xfs_buf *
 586 xfs_buf_get_map(
 587         struct xfs_buftarg      *target,
 588         struct xfs_buf_map      *map,
 589         int                     nmaps,
 590         xfs_buf_flags_t         flags)
 591 {
 592         struct xfs_buf          *bp;
 593         struct xfs_buf          *new_bp;
 594         int                     error = 0;
 595
 596         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
 597         if (likely(bp))
 598                 goto found;
 599
 600         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
 601         if (unlikely(!new_bp))
 602                 return NULL;
 603
 604         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
 605         if (error) {
 606                 xfs_buf_free(new_bp);
 607                 return NULL;
 608         }
 609
 610         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
 611         if (!bp) {
 612                 xfs_buf_free(new_bp);
 613                 return NULL;
 614         }
 615
 616         if (bp != new_bp)
 617                 xfs_buf_free(new_bp);
 618
 619 found:
 620         if (!bp->b_addr) {
 621                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
 622                 if (unlikely(error)) {
 623                         xfs_warn(target->bt_mount,
 624                                 "%s: failed to map pages\n", __func__);
 625                         xfs_buf_relse(bp);
 626                         return NULL;
 627                 }
 628         }
 629
 630         XFS_STATS_INC(xb_get);
 631         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
 632         return bp;
 633 }
 634
 635 STATIC int
 636 _xfs_buf_read(
 637         xfs_buf_t               *bp,
 638         xfs_buf_flags_t         flags)
 639 {
 640         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
 641         ASSERT(bp->b_map.bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
 642
 643         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 644         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 645
 646         xfs_buf_iorequest(bp);
 647         if (flags & XBF_ASYNC)
 648                 return 0;
 649         return xfs_buf_iowait(bp);
 650 }
 651
 652 xfs_buf_t *
 653 xfs_buf_read_map(
 654         struct xfs_buftarg      *target,
 655         struct xfs_buf_map      *map,
 656         int                     nmaps,
 657         xfs_buf_flags_t         flags)
 658 {
 659         struct xfs_buf          *bp;
 660
 661         flags |= XBF_READ;
 662
 663         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
 664         if (bp) {
 665                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
 666
 667                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
 668                         XFS_STATS_INC(xb_get_read);
 669                         _xfs_buf_read(bp, flags);
 670                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
 671                         /*
 672                          * Read ahead call which is already satisfied,
 673                          * drop the buffer
 674                          */
 675                         xfs_buf_relse(bp);
 676                         return NULL;
 677                 } else {
 678                         /* We do not want read in the flags */
 679                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
 680                 }
 681         }
 682
 683         return bp;
 684 }
 685
 686 /*
 687  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
 688  *      safe manner.
 689  */
 690 void
 691 xfs_buf_readahead_map(
 692         struct xfs_buftarg      *target,
 693         struct xfs_buf_map      *map,
 694         int                     nmaps)
 695 {
 696         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
 697                 return;
 698
 699         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
 700                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD);
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
 705  * buffer containing the disk contents or nothing.
 706  */
 707 struct xfs_buf *
 708 xfs_buf_read_uncached(
 709         struct xfs_buftarg      *target,
 710         xfs_daddr_t             daddr,
 711         size_t                  numblks,
 712         int                     flags)
 713 {
 714         xfs_buf_t               *bp;
 715         int                     error;
 716
 717         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
 718         if (!bp)
 719                 return NULL;
 720
 721         /* set up the buffer for a read IO */
 722         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 723         bp->b_bn = daddr;
 724         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
 725         bp->b_flags |= XBF_READ;
 726
 727         xfsbdstrat(target->bt_mount, bp);
 728         error = xfs_buf_iowait(bp);
 729         if (error) {
 730                 xfs_buf_relse(bp);
 731                 return NULL;
 732         }
 733         return bp;
 734 }
 735
 736 /*
 737  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
 738  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
 739  */
 740 void
 741 xfs_buf_set_empty(
 742         struct xfs_buf          *bp,
 743         size_t                  numblks)
 744 {
 745         if (bp->b_pages)
 746                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 747
 748         bp->b_pages = NULL;
 749         bp->b_page_count = 0;
 750         bp->b_addr = NULL;
 751         bp->b_length = numblks;
 752         bp->b_io_length = numblks;
 753
 754         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 755         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 756         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 757         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
 758 }
 759
 760 static inline struct page *
 761 mem_to_page(
 762         void                    *addr)
 763 {
 764         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
 765                 return virt_to_page(addr);
 766         } else {
 767                 return vmalloc_to_page(addr);
 768         }
 769 }
 770
 771 int
 772 xfs_buf_associate_memory(
 773         xfs_buf_t               *bp,
 774         void                    *mem,
 775         size_t                  len)
 776 {
 777         int                     rval;
 778         int                     i = 0;
 779         unsigned long           pageaddr;
 780         unsigned long           offset;
 781         size_t                  buflen;
 782         int                     page_count;
 783
 784         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
 785         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
 786         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
 787         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
 788
 789         /* Free any previous set of page pointers */
 790         if (bp->b_pages)
 791                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 792
 793         bp->b_pages = NULL;
 794         bp->b_addr = mem;
 795
 796         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
 797         if (rval)
 798                 return rval;
 799
 800         bp->b_offset = offset;
 801
 802         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 803                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
 804                 pageaddr += PAGE_SIZE;
 805         }
 806
 807         bp->b_io_length = BTOBB(len);
 808         bp->b_length = BTOBB(buflen);
 809
 810         return 0;
 811 }
 812
 813 xfs_buf_t *
 814 xfs_buf_get_uncached(
 815         struct xfs_buftarg      *target,
 816         size_t                  numblks,
 817         int                     flags)
 818 {
 819         unsigned long           page_count;
 820         int                     error, i;
 821         struct xfs_buf          *bp;
 822         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
 823
 824         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
 825         if (unlikely(bp == NULL))
 826                 goto fail;
 827
 828         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
 829         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
 830         if (error)
 831                 goto fail_free_buf;
 832
 833         for (i = 0; i < page_count; i++) {
 834                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
 835                 if (!bp->b_pages[i])
 836                         goto fail_free_mem;
 837         }
 838         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 839
 840         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
 841         if (unlikely(error)) {
 842                 xfs_warn(target->bt_mount,
 843                         "%s: failed to map pages\n", __func__);
 844                 goto fail_free_mem;
 845         }
 846
 847         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
 848         return bp;
 849
 850  fail_free_mem:
 851         while (--i >= 0)
 852                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 853         _xfs_buf_free_pages(bp);
 854  fail_free_buf:
 855         xfs_buf_free_maps(bp);
 856         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 857  fail:
 858         return NULL;
 859 }
 860
 861 /*
 862  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
 863  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
 864  *      Must hold the buffer already to call this function.
 865  */
 866 void
 867 xfs_buf_hold(
 868         xfs_buf_t               *bp)
 869 {
 870         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
 871         atomic_inc(&bp->b_hold);
 872 }
 873
 874 /*
 875  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
 876  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
 877  */
 878 void
 879 xfs_buf_rele(
 880         xfs_buf_t               *bp)
 881 {
 882         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
 883
 884         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
 885
 886         if (!pag) {
 887                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 888                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 889                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
 890                         xfs_buf_free(bp);
 891                 return;
 892         }
 893
 894         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 895
 896         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
 897         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
 898                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) &&
 899                            atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
 900                         xfs_buf_lru_add(bp);
 901                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 902                 } else {
 903                         xfs_buf_lru_del(bp);
 904                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
 905                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 906                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 907                         xfs_perag_put(pag);
 908                         xfs_buf_free(bp);
 909                 }
 910         }
 911 }
 912
 913
 914 /*
 915  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
 916  *
 917  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
 918  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
 919  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
 920  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
 921  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
 922  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
 923  *      to push on stale inode buffers.
 924  */
 925 int
 926 xfs_buf_trylock(
 927         struct xfs_buf          *bp)
 928 {
 929         int                     locked;
 930
 931         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
 932         if (locked)
 933                 XB_SET_OWNER(bp);
 934         else if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
 935                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
 936
 937         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
 938         return locked;
 939 }
 940
 941 /*
 942  *      Lock a buffer object.
 943  *
 944  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
 945  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
 946  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
 947  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
 948  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
 949  */
 950 void
 951 xfs_buf_lock(
 952         struct xfs_buf          *bp)
 953 {
 954         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
 955
 956         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
 957                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
 958         down(&bp->b_sema);
 959         XB_SET_OWNER(bp);
 960
 961         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
 962 }
 963
 964 void
 965 xfs_buf_unlock(
 966         struct xfs_buf          *bp)
 967 {
 968         XB_CLEAR_OWNER(bp);
 969         up(&bp->b_sema);
 970
 971         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
 972 }
 973
 974 STATIC void
 975 xfs_buf_wait_unpin(
 976         xfs_buf_t               *bp)
 977 {
 978         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
 979
 980         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
 981                 return;
 982
 983         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
 984         for (;;) {
 985                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 986                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
 987                         break;
 988                 io_schedule();
 989         }
 990         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
 991         set_current_state(TASK_RUNNING);
 992 }
 993
 994 /*
 995  *      Buffer Utility Routines
 996  */
 997
 998 STATIC void
 999 xfs_buf_iodone_work(
1000         struct work_struct      *work)
1001 {
1002         xfs_buf_t               *bp =
1003                 container_of(work, xfs_buf_t, b_iodone_work);
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 }
1010
1011 void
1012 xfs_buf_ioend(
1013         xfs_buf_t               *bp,
1014         int                     schedule)
1015 {
1016         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1017
1018         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1019         if (bp->b_error == 0)
1020                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1021
1022         if ((bp->b_iodone) || (bp->b_flags & XBF_ASYNC)) {
1023                 if (schedule) {
1024                         INIT_WORK(&bp->b_iodone_work, xfs_buf_iodone_work);
1025                         queue_work(xfslogd_workqueue, &bp->b_iodone_work);
1026                 } else {
1027                         xfs_buf_iodone_work(&bp->b_iodone_work);
1028                 }
1029         } else {
1030                 complete(&bp->b_iowait);
1031         }
1032 }
1033
1034 void
1035 xfs_buf_ioerror(
1036         xfs_buf_t               *bp,
1037         int                     error)
1038 {
1039         ASSERT(error >= 0 && error <= 0xffff);
1040         bp->b_error = (unsigned short)error;
1041         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1042 }
1043
1044 void
1045 xfs_buf_ioerror_alert(
1046         struct xfs_buf          *bp,
1047         const char              *func)
1048 {
1049         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1050 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1051                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, bp->b_error, bp->b_length);
1052 }
1053
1054 /*
1055  * Called when we want to stop a buffer from getting written or read.
1056  * We attach the EIO error, muck with its flags, and call xfs_buf_ioend
1057  * so that the proper iodone callbacks get called.
1058  */
1059 STATIC int
1060 xfs_bioerror(
1061         xfs_buf_t *bp)
1062 {
1063 #ifdef XFSERRORDEBUG
1064         ASSERT(XFS_BUF_ISREAD(bp) || bp->b_iodone);
1065 #endif
1066
1067         /*
1068          * No need to wait until the buffer is unpinned, we aren't flushing it.
1069          */
1070         xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1071
1072         /*
1073          * We're calling xfs_buf_ioend, so delete XBF_DONE flag.
1074          */
1075         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1076         XFS_BUF_UNDONE(bp);
1077         xfs_buf_stale(bp);
1078
1079         xfs_buf_ioend(bp, 0);
1080
1081         return EIO;
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Same as xfs_bioerror, except that we are releasing the buffer
1086  * here ourselves, and avoiding the xfs_buf_ioend call.
1087  * This is meant for userdata errors; metadata bufs come with
1088  * iodone functions attached, so that we can track down errors.
1089  */
1090 STATIC int
1091 xfs_bioerror_relse(
1092         struct xfs_buf  *bp)
1093 {
1094         int64_t         fl = bp->b_flags;
1095         /*
1096          * No need to wait until the buffer is unpinned.
1097          * We aren't flushing it.
1098          *
1099          * chunkhold expects B_DONE to be set, whether
1100          * we actually finish the I/O or not. We don't want to
1101          * change that interface.
1102          */
1103         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1104         XFS_BUF_DONE(bp);
1105         xfs_buf_stale(bp);
1106         bp->b_iodone = NULL;
1107         if (!(fl & XBF_ASYNC)) {
1108                 /*
1109                  * Mark b_error and B_ERROR _both_.
1110                  * Lot's of chunkcache code assumes that.
1111                  * There's no reason to mark error for
1112                  * ASYNC buffers.
1113                  */
1114                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1115                 complete(&bp->b_iowait);
1116         } else {
1117                 xfs_buf_relse(bp);
1118         }
1119
1120         return EIO;
1121 }
1122
1123 STATIC int
1124 xfs_bdstrat_cb(
1125         struct xfs_buf  *bp)
1126 {
1127         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1128                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1129                 /*
1130                  * Metadata write that didn't get logged but
1131                  * written delayed anyway. These aren't associated
1132                  * with a transaction, and can be ignored.
1133                  */
1134                 if (!bp->b_iodone && !XFS_BUF_ISREAD(bp))
1135                         return xfs_bioerror_relse(bp);
1136                 else
1137                         return xfs_bioerror(bp);
1138         }
1139
1140         xfs_buf_iorequest(bp);
1141         return 0;
1142 }
1143
1144 int
1145 xfs_bwrite(
1146         struct xfs_buf          *bp)
1147 {
1148         int                     error;
1149
1150         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1151
1152         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1153         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q);
1154
1155         xfs_bdstrat_cb(bp);
1156
1157         error = xfs_buf_iowait(bp);
1158         if (error) {
1159                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1160                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1161         }
1162         return error;
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Wrapper around bdstrat so that we can stop data from going to disk in case
1167  * we are shutting down the filesystem.  Typically user data goes thru this
1168  * path; one of the exceptions is the superblock.
1169  */
1170 void
1171 xfsbdstrat(
1172         struct xfs_mount        *mp,
1173         struct xfs_buf          *bp)
1174 {
1175         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1176                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1177                 xfs_bioerror_relse(bp);
1178                 return;
1179         }
1180
1181         xfs_buf_iorequest(bp);
1182 }
1183
1184 STATIC void
1185 _xfs_buf_ioend(
1186         xfs_buf_t               *bp,
1187         int                     schedule)
1188 {
1189         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1190                 xfs_buf_ioend(bp, schedule);
1191 }
1192
1193 STATIC void
1194 xfs_buf_bio_end_io(
1195         struct bio              *bio,
1196         int                     error)
1197 {
1198         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1199
1200         /*
1201          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1202          * buffers that require multiple bios to complete.
1203          */
1204         if (!bp->b_error)
1205                 xfs_buf_ioerror(bp, -error);
1206
1207         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1208                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1209
1210         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1211         bio_put(bio);
1212 }
1213
1214 static void
1215 xfs_buf_ioapply_map(
1216         struct xfs_buf  *bp,
1217         int             map,
1218         int             *buf_offset,
1219         int             *count,
1220         int             rw)
1221 {
1222         int             page_index;
1223         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1224         int             nr_pages;
1225         struct bio      *bio;
1226         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1227         int             size;
1228         int             offset;
1229
1230         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1231
1232         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1233         page_index = 0;
1234         offset = *buf_offset;
1235         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1236                 page_index++;
1237                 offset -= PAGE_SIZE;
1238         }
1239
1240         /*
1241          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1242          * remaining IO count for the next time around.
1243          */
1244         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1245         *count -= size;
1246         *buf_offset += size;
1247
1248 next_chunk:
1249         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1250         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1251         if (nr_pages > total_nr_pages)
1252                 nr_pages = total_nr_pages;
1253
1254         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1255         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1256         bio->bi_sector = sector;
1257         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1258         bio->bi_private = bp;
1259
1260
1261         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1262                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1263
1264                 if (nbytes > size)
1265                         nbytes = size;
1266
1267                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1268                                       offset);
1269                 if (rbytes < nbytes)
1270                         break;
1271
1272                 offset = 0;
1273                 sector += BTOBB(nbytes);
1274                 size -= nbytes;
1275                 total_nr_pages--;
1276         }
1277
1278         if (likely(bio->bi_size)) {
1279                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1280                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1281                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1282                 }
1283                 submit_bio(rw, bio);
1284                 if (size)
1285                         goto next_chunk;
1286         } else {
1287                 /*
1288                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1289                  * because the caller (xfs_buf_iorequest) holds a count itself.
1290                  */
1291                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1292                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1293                 bio_put(bio);
1294         }
1295
1296 }
1297
1298 STATIC void
1299 _xfs_buf_ioapply(
1300         struct xfs_buf  *bp)
1301 {
1302         struct blk_plug plug;
1303         int             rw;
1304         int             offset;
1305         int             size;
1306         int             i;
1307
1308         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1309                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1310                         rw = WRITE_SYNC;
1311                 else
1312                         rw = WRITE;
1313                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1314                         rw |= REQ_FUA;
1315                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1316                         rw |= REQ_FLUSH;
1317         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1318                 rw = READA;
1319         } else {
1320                 rw = READ;
1321         }
1322
1323         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1324         rw |= REQ_META;
1325
1326         /*
1327          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1328          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1329          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1330          * subsequent call.
1331          */
1332         offset = bp->b_offset;
1333         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1334         blk_start_plug(&plug);
1335         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1336                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1337                 if (bp->b_error)
1338                         break;
1339                 if (size <= 0)
1340                         break;  /* all done */
1341         }
1342         blk_finish_plug(&plug);
1343 }
1344
1345 void
1346 xfs_buf_iorequest(
1347         xfs_buf_t               *bp)
1348 {
1349         trace_xfs_buf_iorequest(bp, _RET_IP_);
1350
1351         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1352
1353         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1354                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1355         xfs_buf_hold(bp);
1356
1357         /* Set the count to 1 initially, this will stop an I/O
1358          * completion callout which happens before we have started
1359          * all the I/O from calling xfs_buf_ioend too early.
1360          */
1361         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1362         _xfs_buf_ioapply(bp);
1363         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1364
1365         xfs_buf_rele(bp);
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Waits for I/O to complete on the buffer supplied.  It returns immediately if
1370  * no I/O is pending or there is already a pending error on the buffer.  It
1371  * returns the I/O error code, if any, or 0 if there was no error.
1372  */
1373 int
1374 xfs_buf_iowait(
1375         xfs_buf_t               *bp)
1376 {
1377         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1378
1379         if (!bp->b_error)
1380                 wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1381
1382         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1383         return bp->b_error;
1384 }
1385
1386 xfs_caddr_t
1387 xfs_buf_offset(
1388         xfs_buf_t               *bp,
1389         size_t                  offset)
1390 {
1391         struct page             *page;
1392
1393         if (bp->b_addr)
1394                 return bp->b_addr + offset;
1395
1396         offset += bp->b_offset;
1397         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1398         return (xfs_caddr_t)page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1399 }
1400
1401 /*
1402  *      Move data into or out of a buffer.
1403  */
1404 void
1405 xfs_buf_iomove(
1406         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1407         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1408         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1409         void                    *data,  /* data address                 */
1410         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1411 {
1412         size_t                  bend;
1413
1414         bend = boff + bsize;
1415         while (boff < bend) {
1416                 struct page     *page;
1417                 int             page_index, page_offset, csize;
1418
1419                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1420                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1421                 page = bp->b_pages[page_index];
1422                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1423                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1424
1425                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1426
1427                 switch (mode) {
1428                 case XBRW_ZERO:
1429                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1430                         break;
1431                 case XBRW_READ:
1432                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1433                         break;
1434                 case XBRW_WRITE:
1435                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1436                 }
1437
1438                 boff += csize;
1439                 data += csize;
1440         }
1441 }
1442
1443 /*
1444  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1445  */
1446
1447 /*
1448  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1449  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1450  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1451  */
1452 void
1453 xfs_wait_buftarg(
1454         struct xfs_buftarg      *btp)
1455 {
1456         struct xfs_buf          *bp;
1457
1458 restart:
1459         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
1460         while (!list_empty(&btp->bt_lru)) {
1461                 bp = list_first_entry(&btp->bt_lru, struct xfs_buf, b_lru);
1462                 if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1463                         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1464                         delay(100);
1465                         goto restart;
1466                 }
1467                 /*
1468                  * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1469                  * ignored in xfs_buf_rele().
1470                  */
1471                 atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1472                 spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1473                 xfs_buf_rele(bp);
1474                 spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
1475         }
1476         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1477 }
1478
1479 int
1480 xfs_buftarg_shrink(
1481         struct shrinker         *shrink,
1482         struct shrink_control   *sc)
1483 {
1484         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1485                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1486         struct xfs_buf          *bp;
1487         int nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1488         LIST_HEAD(dispose);
1489
1490         if (!nr_to_scan)
1491                 return btp->bt_lru_nr;
1492
1493         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
1494         while (!list_empty(&btp->bt_lru)) {
1495                 if (nr_to_scan-- <= 0)
1496                         break;
1497
1498                 bp = list_first_entry(&btp->bt_lru, struct xfs_buf, b_lru);
1499
1500                 /*
1501                  * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1502                  * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1503                  * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1504                  */
1505                 if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1506                         list_move_tail(&bp->b_lru, &btp->bt_lru);
1507                         continue;
1508                 }
1509
1510                 /*
1511                  * remove the buffer from the LRU now to avoid needing another
1512                  * lock round trip inside xfs_buf_rele().
1513                  */
1514                 list_move(&bp->b_lru, &dispose);
1515                 btp->bt_lru_nr--;
1516                 bp->b_lru_flags |= _XBF_LRU_DISPOSE;
1517         }
1518         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1519
1520         while (!list_empty(&dispose)) {
1521                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1522                 list_del_init(&bp->b_lru);
1523                 xfs_buf_rele(bp);
1524         }
1525
1526         return btp->bt_lru_nr;
1527 }
1528
1529 void
1530 xfs_free_buftarg(
1531         struct xfs_mount        *mp,
1532         struct xfs_buftarg      *btp)
1533 {
1534         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1535
1536         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1537                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1538
1539         kmem_free(btp);
1540 }
1541
1542 STATIC int
1543 xfs_setsize_buftarg_flags(
1544         xfs_buftarg_t           *btp,
1545         unsigned int            blocksize,
1546         unsigned int            sectorsize,
1547         int                     verbose)
1548 {
1549         btp->bt_bsize = blocksize;
1550         btp->bt_sshift = ffs(sectorsize) - 1;
1551         btp->bt_smask = sectorsize - 1;
1552
1553         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1554                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1555
1556                 bdevname(btp->bt_bdev, name);
1557
1558                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1559                         "Cannot set_blocksize to %u on device %s\n",
1560                         sectorsize, name);
1561                 return EINVAL;
1562         }
1563
1564         return 0;
1565 }
1566
1567 /*
1568  *      When allocating the initial buffer target we have not yet
1569  *      read in the superblock, so don't know what sized sectors
1570  *      are being used is at this early stage.  Play safe.
1571  */
1572 STATIC int
1573 xfs_setsize_buftarg_early(
1574         xfs_buftarg_t           *btp,
1575         struct block_device     *bdev)
1576 {
1577         return xfs_setsize_buftarg_flags(btp,
1578                         PAGE_SIZE, bdev_logical_block_size(bdev), 0);
1579 }
1580
1581 int
1582 xfs_setsize_buftarg(
1583         xfs_buftarg_t           *btp,
1584         unsigned int            blocksize,
1585         unsigned int            sectorsize)
1586 {
1587         return xfs_setsize_buftarg_flags(btp, blocksize, sectorsize, 1);
1588 }
1589
1590 xfs_buftarg_t *
1591 xfs_alloc_buftarg(
1592         struct xfs_mount        *mp,
1593         struct block_device     *bdev,
1594         int                     external,
1595         const char              *fsname)
1596 {
1597         xfs_buftarg_t           *btp;
1598
1599         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP);
1600
1601         btp->bt_mount = mp;
1602         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1603         btp->bt_bdev = bdev;
1604         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1605         if (!btp->bt_bdi)
1606                 goto error;
1607
1608         INIT_LIST_HEAD(&btp->bt_lru);
1609         spin_lock_init(&btp->bt_lru_lock);
1610         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1611                 goto error;
1612         btp->bt_shrinker.shrink = xfs_buftarg_shrink;
1613         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1614         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1615         return btp;
1616
1617 error:
1618         kmem_free(btp);
1619         return NULL;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Add a buffer to the delayed write list.
1624  *
1625  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1626  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1627  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1628  * to the callers.
1629  *
1630  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1631  * been on the buffer list.
1632  */
1633 bool
1634 xfs_buf_delwri_queue(
1635         struct xfs_buf          *bp,
1636         struct list_head        *list)
1637 {
1638         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1639         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1640
1641         /*
1642          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1643          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1644          * case.
1645          */
1646         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1647                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1648                 return false;
1649         }
1650
1651         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1652
1653         /*
1654          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1655          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1656          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1657          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1658          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1659          * which case we need just need to re-add the flag here.
1660          */
1661         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1662         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1663                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1664                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1665         }
1666
1667         return true;
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Compare function is more complex than it needs to be because
1672  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1673  * on 64 bit values
1674  */
1675 static int
1676 xfs_buf_cmp(
1677         void            *priv,
1678         struct list_head *a,
1679         struct list_head *b)
1680 {
1681         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1682         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1683         xfs_daddr_t             diff;
1684
1685         diff = ap->b_map.bm_bn - bp->b_map.bm_bn;
1686         if (diff < 0)
1687                 return -1;
1688         if (diff > 0)
1689                 return 1;
1690         return 0;
1691 }
1692
1693 static int
1694 __xfs_buf_delwri_submit(
1695         struct list_head        *buffer_list,
1696         struct list_head        *io_list,
1697         bool                    wait)
1698 {
1699         struct blk_plug         plug;
1700         struct xfs_buf          *bp, *n;
1701         int                     pinned = 0;
1702
1703         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1704                 if (!wait) {
1705                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1706                                 pinned++;
1707                                 continue;
1708                         }
1709                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1710                                 continue;
1711                 } else {
1712                         xfs_buf_lock(bp);
1713                 }
1714
1715                 /*
1716                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1717                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1718                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1719                  * reference and remove it from the list here.
1720                  */
1721                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1722                         list_del_init(&bp->b_list);
1723                         xfs_buf_relse(bp);
1724                         continue;
1725                 }
1726
1727                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1728                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1729         }
1730
1731         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1732
1733         blk_start_plug(&plug);
1734         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1735                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC);
1736                 bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1737
1738                 if (!wait) {
1739                         bp->b_flags |= XBF_ASYNC;
1740                         list_del_init(&bp->b_list);
1741                 }
1742                 xfs_bdstrat_cb(bp);
1743         }
1744         blk_finish_plug(&plug);
1745
1746         return pinned;
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Write out a buffer list asynchronously.
1751  *
1752  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1753  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1754  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1755  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1756  * function.
1757  */
1758 int
1759 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1760         struct list_head        *buffer_list)
1761 {
1762         LIST_HEAD               (io_list);
1763         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1764 }
1765
1766 /*
1767  * Write out a buffer list synchronously.
1768  *
1769  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1770  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1771  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1772  * functionality.
1773  */
1774 int
1775 xfs_buf_delwri_submit(
1776         struct list_head        *buffer_list)
1777 {
1778         LIST_HEAD               (io_list);
1779         int                     error = 0, error2;
1780         struct xfs_buf          *bp;
1781
1782         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1783
1784         /* Wait for IO to complete. */
1785         while (!list_empty(&io_list)) {
1786                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1787
1788                 list_del_init(&bp->b_list);
1789                 error2 = xfs_buf_iowait(bp);
1790                 xfs_buf_relse(bp);
1791                 if (!error)
1792                         error = error2;
1793         }
1794
1795         return error;
1796 }
1797
1798 int __init
1799 xfs_buf_init(void)
1800 {
1801         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1802                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1803         if (!xfs_buf_zone)
1804                 goto out;
1805
1806         xfslogd_workqueue = alloc_workqueue("xfslogd",
1807                                         WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 1);
1808         if (!xfslogd_workqueue)
1809                 goto out_free_buf_zone;
1810
1811         return 0;
1812
1813  out_free_buf_zone:
1814         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1815  out:
1816         return -ENOMEM;
1817 }
1818
1819 void
1820 xfs_buf_terminate(void)
1821 {
1822         destroy_workqueue(xfslogd_workqueue);
1823         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1824 }