Merge tag 'xfs-for-linus-4.8-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[sfrench/cifs-2.6.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_format.h"
38 #include "xfs_log_format.h"
39 #include "xfs_trans_resv.h"
40 #include "xfs_sb.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  * Bump the I/O in flight count on the buftarg if we haven't yet done so for
84  * this buffer. The count is incremented once per buffer (per hold cycle)
85  * because the corresponding decrement is deferred to buffer release. Buffers
86  * can undergo I/O multiple times in a hold-release cycle and per buffer I/O
87  * tracking adds unnecessary overhead. This is used for sychronization purposes
88  * with unmount (see xfs_wait_buftarg()), so all we really need is a count of
89  * in-flight buffers.
90  *
91  * Buffers that are never released (e.g., superblock, iclog buffers) must set
92  * the XBF_NO_IOACCT flag before I/O submission. Otherwise, the buftarg count
93  * never reaches zero and unmount hangs indefinitely.
94  */
95 static inline void
96 xfs_buf_ioacct_inc(
97         struct xfs_buf  *bp)
98 {
99         if (bp->b_flags & (XBF_NO_IOACCT|_XBF_IN_FLIGHT))
100                 return;
101
102         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
103         bp->b_flags |= _XBF_IN_FLIGHT;
104         percpu_counter_inc(&bp->b_target->bt_io_count);
105 }
106
107 /*
108  * Clear the in-flight state on a buffer about to be released to the LRU or
109  * freed and unaccount from the buftarg.
110  */
111 static inline void
112 xfs_buf_ioacct_dec(
113         struct xfs_buf  *bp)
114 {
115         if (!(bp->b_flags & _XBF_IN_FLIGHT))
116                 return;
117
118         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
119         bp->b_flags &= ~_XBF_IN_FLIGHT;
120         percpu_counter_dec(&bp->b_target->bt_io_count);
121 }
122
123 /*
124  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
125  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
126  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
127  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
128  *
129  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
130  */
131 void
132 xfs_buf_stale(
133         struct xfs_buf  *bp)
134 {
135         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
136
137         bp->b_flags |= XBF_STALE;
138
139         /*
140          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
141          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
142          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
143          */
144         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
145
146         /*
147          * Once the buffer is marked stale and unlocked, a subsequent lookup
148          * could reset b_flags. There is no guarantee that the buffer is
149          * unaccounted (released to LRU) before that occurs. Drop in-flight
150          * status now to preserve accounting consistency.
151          */
152         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
153
154         spin_lock(&bp->b_lock);
155         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
156         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE) &&
157             (list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)))
158                 atomic_dec(&bp->b_hold);
159
160         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
161         spin_unlock(&bp->b_lock);
162 }
163
164 static int
165 xfs_buf_get_maps(
166         struct xfs_buf          *bp,
167         int                     map_count)
168 {
169         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
170         bp->b_map_count = map_count;
171
172         if (map_count == 1) {
173                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
174                 return 0;
175         }
176
177         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
178                                 KM_NOFS);
179         if (!bp->b_maps)
180                 return -ENOMEM;
181         return 0;
182 }
183
184 /*
185  *      Frees b_pages if it was allocated.
186  */
187 static void
188 xfs_buf_free_maps(
189         struct xfs_buf  *bp)
190 {
191         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
192                 kmem_free(bp->b_maps);
193                 bp->b_maps = NULL;
194         }
195 }
196
197 struct xfs_buf *
198 _xfs_buf_alloc(
199         struct xfs_buftarg      *target,
200         struct xfs_buf_map      *map,
201         int                     nmaps,
202         xfs_buf_flags_t         flags)
203 {
204         struct xfs_buf          *bp;
205         int                     error;
206         int                     i;
207
208         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
209         if (unlikely(!bp))
210                 return NULL;
211
212         /*
213          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
214          * specifically set by later operations on the buffer.
215          */
216         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
217
218         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
219         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
220         init_completion(&bp->b_iowait);
221         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
222         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
223         RB_CLEAR_NODE(&bp->b_rbnode);
224         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
225         spin_lock_init(&bp->b_lock);
226         XB_SET_OWNER(bp);
227         bp->b_target = target;
228         bp->b_flags = flags;
229
230         /*
231          * Set length and io_length to the same value initially.
232          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
233          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
234          */
235         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
236         if (error)  {
237                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
238                 return NULL;
239         }
240
241         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
242         bp->b_length = 0;
243         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
244                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
245                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
246                 bp->b_length += map[i].bm_len;
247         }
248         bp->b_io_length = bp->b_length;
249
250         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
251         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
252
253         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_create);
254         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
255
256         return bp;
257 }
258
259 /*
260  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
261  *      of pages, and point the page buf at it.
262  */
263 STATIC int
264 _xfs_buf_get_pages(
265         xfs_buf_t               *bp,
266         int                     page_count)
267 {
268         /* Make sure that we have a page list */
269         if (bp->b_pages == NULL) {
270                 bp->b_page_count = page_count;
271                 if (page_count <= XB_PAGES) {
272                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
273                 } else {
274                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
275                                                  page_count, KM_NOFS);
276                         if (bp->b_pages == NULL)
277                                 return -ENOMEM;
278                 }
279                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
280         }
281         return 0;
282 }
283
284 /*
285  *      Frees b_pages if it was allocated.
286  */
287 STATIC void
288 _xfs_buf_free_pages(
289         xfs_buf_t       *bp)
290 {
291         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
292                 kmem_free(bp->b_pages);
293                 bp->b_pages = NULL;
294         }
295 }
296
297 /*
298  *      Releases the specified buffer.
299  *
300  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
301  *      The buffer must not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
302  *      hashed and refcounted buffers
303  */
304 void
305 xfs_buf_free(
306         xfs_buf_t               *bp)
307 {
308         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
309
310         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
311
312         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
313                 uint            i;
314
315                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
316                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
317                                         bp->b_page_count);
318
319                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
320                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
321
322                         __free_page(page);
323                 }
324         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
325                 kmem_free(bp->b_addr);
326         _xfs_buf_free_pages(bp);
327         xfs_buf_free_maps(bp);
328         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
329 }
330
331 /*
332  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
333  */
334 STATIC int
335 xfs_buf_allocate_memory(
336         xfs_buf_t               *bp,
337         uint                    flags)
338 {
339         size_t                  size;
340         size_t                  nbytes, offset;
341         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
342         unsigned short          page_count, i;
343         xfs_off_t               start, end;
344         int                     error;
345
346         /*
347          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
348          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
349          * page arrays to keep allocation down to order 0.
350          */
351         size = BBTOB(bp->b_length);
352         if (size < PAGE_SIZE) {
353                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
354                 if (!bp->b_addr) {
355                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
356                         goto use_alloc_page;
357                 }
358
359                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
360                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
361                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
362                         kmem_free(bp->b_addr);
363                         bp->b_addr = NULL;
364                         goto use_alloc_page;
365                 }
366                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
367                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
368                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
369                 bp->b_page_count = 1;
370                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
371                 return 0;
372         }
373
374 use_alloc_page:
375         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
376         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
377                                                                 >> PAGE_SHIFT;
378         page_count = end - start;
379         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
380         if (unlikely(error))
381                 return error;
382
383         offset = bp->b_offset;
384         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
385
386         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
387                 struct page     *page;
388                 uint            retries = 0;
389 retry:
390                 page = alloc_page(gfp_mask);
391                 if (unlikely(page == NULL)) {
392                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
393                                 bp->b_page_count = i;
394                                 error = -ENOMEM;
395                                 goto out_free_pages;
396                         }
397
398                         /*
399                          * This could deadlock.
400                          *
401                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
402                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
403                          */
404                         if (!(++retries % 100))
405                                 xfs_err(NULL,
406                 "%s(%u) possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
407                                         current->comm, current->pid,
408                                         __func__, gfp_mask);
409
410                         XFS_STATS_INC(bp->b_target->bt_mount, xb_page_retries);
411                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
412                         goto retry;
413                 }
414
415                 XFS_STATS_INC(bp->b_target->bt_mount, xb_page_found);
416
417                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
418                 size -= nbytes;
419                 bp->b_pages[i] = page;
420                 offset = 0;
421         }
422         return 0;
423
424 out_free_pages:
425         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
426                 __free_page(bp->b_pages[i]);
427         return error;
428 }
429
430 /*
431  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
432  */
433 STATIC int
434 _xfs_buf_map_pages(
435         xfs_buf_t               *bp,
436         uint                    flags)
437 {
438         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
439         if (bp->b_page_count == 1) {
440                 /* A single page buffer is always mappable */
441                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
442         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
443                 bp->b_addr = NULL;
444         } else {
445                 int retried = 0;
446                 unsigned noio_flag;
447
448                 /*
449                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
450                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
451                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
452                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOIO to prevent
453                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
454                  * potentially deadlocking.
455                  */
456                 noio_flag = memalloc_noio_save();
457                 do {
458                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
459                                                 -1, PAGE_KERNEL);
460                         if (bp->b_addr)
461                                 break;
462                         vm_unmap_aliases();
463                 } while (retried++ <= 1);
464                 memalloc_noio_restore(noio_flag);
465
466                 if (!bp->b_addr)
467                         return -ENOMEM;
468                 bp->b_addr += bp->b_offset;
469         }
470
471         return 0;
472 }
473
474 /*
475  *      Finding and Reading Buffers
476  */
477
478 /*
479  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
480  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
481  *      locked. No I/O is implied by this call.
482  */
483 xfs_buf_t *
484 _xfs_buf_find(
485         struct xfs_buftarg      *btp,
486         struct xfs_buf_map      *map,
487         int                     nmaps,
488         xfs_buf_flags_t         flags,
489         xfs_buf_t               *new_bp)
490 {
491         struct xfs_perag        *pag;
492         struct rb_node          **rbp;
493         struct rb_node          *parent;
494         xfs_buf_t               *bp;
495         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
496         xfs_daddr_t             eofs;
497         int                     numblks = 0;
498         int                     i;
499
500         for (i = 0; i < nmaps; i++)
501                 numblks += map[i].bm_len;
502
503         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
504         ASSERT(!(BBTOB(numblks) < btp->bt_meta_sectorsize));
505         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
506
507         /*
508          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
509          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
510          */
511         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
512         if (blkno < 0 || blkno >= eofs) {
513                 /*
514                  * XXX (dgc): we should really be returning -EFSCORRUPTED here,
515                  * but none of the higher level infrastructure supports
516                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
517                  */
518                 xfs_alert(btp->bt_mount,
519                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
520                           __func__, blkno, eofs);
521                 WARN_ON(1);
522                 return NULL;
523         }
524
525         /* get tree root */
526         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
527                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
528
529         /* walk tree */
530         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
531         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
532         parent = NULL;
533         bp = NULL;
534         while (*rbp) {
535                 parent = *rbp;
536                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
537
538                 if (blkno < bp->b_bn)
539                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
540                 else if (blkno > bp->b_bn)
541                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
542                 else {
543                         /*
544                          * found a block number match. If the range doesn't
545                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
546                          * in the cache is stale and the transaction that made
547                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
548                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
549                          * continue searching to the right for an exact match.
550                          */
551                         if (bp->b_length != numblks) {
552                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
553                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
554                                 continue;
555                         }
556                         atomic_inc(&bp->b_hold);
557                         goto found;
558                 }
559         }
560
561         /* No match found */
562         if (new_bp) {
563                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
564                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
565                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
566                 new_bp->b_pag = pag;
567                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
568         } else {
569                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_miss_locked);
570                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
571                 xfs_perag_put(pag);
572         }
573         return new_bp;
574
575 found:
576         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
577         xfs_perag_put(pag);
578
579         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
580                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
581                         xfs_buf_rele(bp);
582                         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_busy_locked);
583                         return NULL;
584                 }
585                 xfs_buf_lock(bp);
586                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked_waited);
587         }
588
589         /*
590          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
591          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
592          * intact here.
593          */
594         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
595                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
596                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
597                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
598                 bp->b_ops = NULL;
599         }
600
601         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
602         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked);
603         return bp;
604 }
605
606 /*
607  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
608  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
609  * more hits than misses.
610  */
611 struct xfs_buf *
612 xfs_buf_get_map(
613         struct xfs_buftarg      *target,
614         struct xfs_buf_map      *map,
615         int                     nmaps,
616         xfs_buf_flags_t         flags)
617 {
618         struct xfs_buf          *bp;
619         struct xfs_buf          *new_bp;
620         int                     error = 0;
621
622         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
623         if (likely(bp))
624                 goto found;
625
626         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
627         if (unlikely(!new_bp))
628                 return NULL;
629
630         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
631         if (error) {
632                 xfs_buf_free(new_bp);
633                 return NULL;
634         }
635
636         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
637         if (!bp) {
638                 xfs_buf_free(new_bp);
639                 return NULL;
640         }
641
642         if (bp != new_bp)
643                 xfs_buf_free(new_bp);
644
645 found:
646         if (!bp->b_addr) {
647                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
648                 if (unlikely(error)) {
649                         xfs_warn(target->bt_mount,
650                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
651                         xfs_buf_relse(bp);
652                         return NULL;
653                 }
654         }
655
656         /*
657          * Clear b_error if this is a lookup from a caller that doesn't expect
658          * valid data to be found in the buffer.
659          */
660         if (!(flags & XBF_READ))
661                 xfs_buf_ioerror(bp, 0);
662
663         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get);
664         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
665         return bp;
666 }
667
668 STATIC int
669 _xfs_buf_read(
670         xfs_buf_t               *bp,
671         xfs_buf_flags_t         flags)
672 {
673         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
674         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
675
676         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
677         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
678
679         if (flags & XBF_ASYNC) {
680                 xfs_buf_submit(bp);
681                 return 0;
682         }
683         return xfs_buf_submit_wait(bp);
684 }
685
686 xfs_buf_t *
687 xfs_buf_read_map(
688         struct xfs_buftarg      *target,
689         struct xfs_buf_map      *map,
690         int                     nmaps,
691         xfs_buf_flags_t         flags,
692         const struct xfs_buf_ops *ops)
693 {
694         struct xfs_buf          *bp;
695
696         flags |= XBF_READ;
697
698         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
699         if (bp) {
700                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
701
702                 if (!(bp->b_flags & XBF_DONE)) {
703                         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get_read);
704                         bp->b_ops = ops;
705                         _xfs_buf_read(bp, flags);
706                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
707                         /*
708                          * Read ahead call which is already satisfied,
709                          * drop the buffer
710                          */
711                         xfs_buf_relse(bp);
712                         return NULL;
713                 } else {
714                         /* We do not want read in the flags */
715                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
716                 }
717         }
718
719         return bp;
720 }
721
722 /*
723  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
724  *      safe manner.
725  */
726 void
727 xfs_buf_readahead_map(
728         struct xfs_buftarg      *target,
729         struct xfs_buf_map      *map,
730         int                     nmaps,
731         const struct xfs_buf_ops *ops)
732 {
733         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
734                 return;
735
736         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
737                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
738 }
739
740 /*
741  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
742  * buffer containing the disk contents or nothing.
743  */
744 int
745 xfs_buf_read_uncached(
746         struct xfs_buftarg      *target,
747         xfs_daddr_t             daddr,
748         size_t                  numblks,
749         int                     flags,
750         struct xfs_buf          **bpp,
751         const struct xfs_buf_ops *ops)
752 {
753         struct xfs_buf          *bp;
754
755         *bpp = NULL;
756
757         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
758         if (!bp)
759                 return -ENOMEM;
760
761         /* set up the buffer for a read IO */
762         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
763         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;  /* always null for uncached buffers */
764         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
765         bp->b_flags |= XBF_READ;
766         bp->b_ops = ops;
767
768         xfs_buf_submit_wait(bp);
769         if (bp->b_error) {
770                 int     error = bp->b_error;
771                 xfs_buf_relse(bp);
772                 return error;
773         }
774
775         *bpp = bp;
776         return 0;
777 }
778
779 /*
780  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
781  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
782  */
783 void
784 xfs_buf_set_empty(
785         struct xfs_buf          *bp,
786         size_t                  numblks)
787 {
788         if (bp->b_pages)
789                 _xfs_buf_free_pages(bp);
790
791         bp->b_pages = NULL;
792         bp->b_page_count = 0;
793         bp->b_addr = NULL;
794         bp->b_length = numblks;
795         bp->b_io_length = numblks;
796
797         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
798         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
799         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
800         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
801 }
802
803 static inline struct page *
804 mem_to_page(
805         void                    *addr)
806 {
807         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
808                 return virt_to_page(addr);
809         } else {
810                 return vmalloc_to_page(addr);
811         }
812 }
813
814 int
815 xfs_buf_associate_memory(
816         xfs_buf_t               *bp,
817         void                    *mem,
818         size_t                  len)
819 {
820         int                     rval;
821         int                     i = 0;
822         unsigned long           pageaddr;
823         unsigned long           offset;
824         size_t                  buflen;
825         int                     page_count;
826
827         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
828         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
829         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
830         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
831
832         /* Free any previous set of page pointers */
833         if (bp->b_pages)
834                 _xfs_buf_free_pages(bp);
835
836         bp->b_pages = NULL;
837         bp->b_addr = mem;
838
839         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
840         if (rval)
841                 return rval;
842
843         bp->b_offset = offset;
844
845         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
846                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
847                 pageaddr += PAGE_SIZE;
848         }
849
850         bp->b_io_length = BTOBB(len);
851         bp->b_length = BTOBB(buflen);
852
853         return 0;
854 }
855
856 xfs_buf_t *
857 xfs_buf_get_uncached(
858         struct xfs_buftarg      *target,
859         size_t                  numblks,
860         int                     flags)
861 {
862         unsigned long           page_count;
863         int                     error, i;
864         struct xfs_buf          *bp;
865         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
866
867         /* flags might contain irrelevant bits, pass only what we care about */
868         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, flags & XBF_NO_IOACCT);
869         if (unlikely(bp == NULL))
870                 goto fail;
871
872         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
873         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
874         if (error)
875                 goto fail_free_buf;
876
877         for (i = 0; i < page_count; i++) {
878                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
879                 if (!bp->b_pages[i])
880                         goto fail_free_mem;
881         }
882         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
883
884         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
885         if (unlikely(error)) {
886                 xfs_warn(target->bt_mount,
887                         "%s: failed to map pages", __func__);
888                 goto fail_free_mem;
889         }
890
891         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
892         return bp;
893
894  fail_free_mem:
895         while (--i >= 0)
896                 __free_page(bp->b_pages[i]);
897         _xfs_buf_free_pages(bp);
898  fail_free_buf:
899         xfs_buf_free_maps(bp);
900         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
901  fail:
902         return NULL;
903 }
904
905 /*
906  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
907  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
908  *      Must hold the buffer already to call this function.
909  */
910 void
911 xfs_buf_hold(
912         xfs_buf_t               *bp)
913 {
914         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
915         atomic_inc(&bp->b_hold);
916 }
917
918 /*
919  * Release a hold on the specified buffer. If the hold count is 1, the buffer is
920  * placed on LRU or freed (depending on b_lru_ref).
921  */
922 void
923 xfs_buf_rele(
924         xfs_buf_t               *bp)
925 {
926         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
927         bool                    release;
928         bool                    freebuf = false;
929
930         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
931
932         if (!pag) {
933                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
934                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
935                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold)) {
936                         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
937                         xfs_buf_free(bp);
938                 }
939                 return;
940         }
941
942         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
943
944         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
945
946         release = atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock);
947         spin_lock(&bp->b_lock);
948         if (!release) {
949                 /*
950                  * Drop the in-flight state if the buffer is already on the LRU
951                  * and it holds the only reference. This is racy because we
952                  * haven't acquired the pag lock, but the use of _XBF_IN_FLIGHT
953                  * ensures the decrement occurs only once per-buf.
954                  */
955                 if ((atomic_read(&bp->b_hold) == 1) && !list_empty(&bp->b_lru))
956                         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
957                 goto out_unlock;
958         }
959
960         /* the last reference has been dropped ... */
961         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
962         if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
963                 /*
964                  * If the buffer is added to the LRU take a new reference to the
965                  * buffer for the LRU and clear the (now stale) dispose list
966                  * state flag
967                  */
968                 if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
969                         bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
970                         atomic_inc(&bp->b_hold);
971                 }
972                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
973         } else {
974                 /*
975                  * most of the time buffers will already be removed from the
976                  * LRU, so optimise that case by checking for the
977                  * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the buffer
978                  * was on was the disposal list
979                  */
980                 if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
981                         list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
982                 } else {
983                         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
984                 }
985
986                 ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
987                 rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
988                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
989                 xfs_perag_put(pag);
990                 freebuf = true;
991         }
992
993 out_unlock:
994         spin_unlock(&bp->b_lock);
995
996         if (freebuf)
997                 xfs_buf_free(bp);
998 }
999
1000
1001 /*
1002  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
1003  *
1004  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
1005  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
1006  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
1007  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
1008  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
1009  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
1010  *      to push on stale inode buffers.
1011  */
1012 int
1013 xfs_buf_trylock(
1014         struct xfs_buf          *bp)
1015 {
1016         int                     locked;
1017
1018         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
1019         if (locked) {
1020                 XB_SET_OWNER(bp);
1021                 trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
1022         } else {
1023                 trace_xfs_buf_trylock_fail(bp, _RET_IP_);
1024         }
1025         return locked;
1026 }
1027
1028 /*
1029  *      Lock a buffer object.
1030  *
1031  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
1032  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
1033  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
1034  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
1035  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
1036  */
1037 void
1038 xfs_buf_lock(
1039         struct xfs_buf          *bp)
1040 {
1041         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
1042
1043         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
1044                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
1045         down(&bp->b_sema);
1046         XB_SET_OWNER(bp);
1047
1048         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
1049 }
1050
1051 void
1052 xfs_buf_unlock(
1053         struct xfs_buf          *bp)
1054 {
1055         XB_CLEAR_OWNER(bp);
1056         up(&bp->b_sema);
1057
1058         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
1059 }
1060
1061 STATIC void
1062 xfs_buf_wait_unpin(
1063         xfs_buf_t               *bp)
1064 {
1065         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
1066
1067         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1068                 return;
1069
1070         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1071         for (;;) {
1072                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1073                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1074                         break;
1075                 io_schedule();
1076         }
1077         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1078         set_current_state(TASK_RUNNING);
1079 }
1080
1081 /*
1082  *      Buffer Utility Routines
1083  */
1084
1085 void
1086 xfs_buf_ioend(
1087         struct xfs_buf  *bp)
1088 {
1089         bool            read = bp->b_flags & XBF_READ;
1090
1091         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1092
1093         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1094
1095         /*
1096          * Pull in IO completion errors now. We are guaranteed to be running
1097          * single threaded, so we don't need the lock to read b_io_error.
1098          */
1099         if (!bp->b_error && bp->b_io_error)
1100                 xfs_buf_ioerror(bp, bp->b_io_error);
1101
1102         /* Only validate buffers that were read without errors */
1103         if (read && !bp->b_error && bp->b_ops) {
1104                 ASSERT(!bp->b_iodone);
1105                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1106         }
1107
1108         if (!bp->b_error)
1109                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1110
1111         if (bp->b_iodone)
1112                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1113         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1114                 xfs_buf_relse(bp);
1115         else
1116                 complete(&bp->b_iowait);
1117 }
1118
1119 static void
1120 xfs_buf_ioend_work(
1121         struct work_struct      *work)
1122 {
1123         struct xfs_buf          *bp =
1124                 container_of(work, xfs_buf_t, b_ioend_work);
1125
1126         xfs_buf_ioend(bp);
1127 }
1128
1129 static void
1130 xfs_buf_ioend_async(
1131         struct xfs_buf  *bp)
1132 {
1133         INIT_WORK(&bp->b_ioend_work, xfs_buf_ioend_work);
1134         queue_work(bp->b_ioend_wq, &bp->b_ioend_work);
1135 }
1136
1137 void
1138 xfs_buf_ioerror(
1139         xfs_buf_t               *bp,
1140         int                     error)
1141 {
1142         ASSERT(error <= 0 && error >= -1000);
1143         bp->b_error = error;
1144         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1145 }
1146
1147 void
1148 xfs_buf_ioerror_alert(
1149         struct xfs_buf          *bp,
1150         const char              *func)
1151 {
1152         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1153 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1154                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, -bp->b_error, bp->b_length);
1155 }
1156
1157 int
1158 xfs_bwrite(
1159         struct xfs_buf          *bp)
1160 {
1161         int                     error;
1162
1163         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1164
1165         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1166         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q |
1167                          XBF_WRITE_FAIL | XBF_DONE);
1168
1169         error = xfs_buf_submit_wait(bp);
1170         if (error) {
1171                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1172                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1173         }
1174         return error;
1175 }
1176
1177 static void
1178 xfs_buf_bio_end_io(
1179         struct bio              *bio)
1180 {
1181         struct xfs_buf          *bp = (struct xfs_buf *)bio->bi_private;
1182
1183         /*
1184          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1185          * buffers that require multiple bios to complete.
1186          */
1187         if (bio->bi_error)
1188                 cmpxchg(&bp->b_io_error, 0, bio->bi_error);
1189
1190         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1191                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1192
1193         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1194                 xfs_buf_ioend_async(bp);
1195         bio_put(bio);
1196 }
1197
1198 static void
1199 xfs_buf_ioapply_map(
1200         struct xfs_buf  *bp,
1201         int             map,
1202         int             *buf_offset,
1203         int             *count,
1204         int             op,
1205         int             op_flags)
1206 {
1207         int             page_index;
1208         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1209         int             nr_pages;
1210         struct bio      *bio;
1211         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1212         int             size;
1213         int             offset;
1214
1215         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1216
1217         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1218         page_index = 0;
1219         offset = *buf_offset;
1220         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1221                 page_index++;
1222                 offset -= PAGE_SIZE;
1223         }
1224
1225         /*
1226          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1227          * remaining IO count for the next time around.
1228          */
1229         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1230         *count -= size;
1231         *buf_offset += size;
1232
1233 next_chunk:
1234         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1235         nr_pages = min(total_nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
1236
1237         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1238         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1239         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1240         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1241         bio->bi_private = bp;
1242         bio_set_op_attrs(bio, op, op_flags);
1243
1244         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1245                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1246
1247                 if (nbytes > size)
1248                         nbytes = size;
1249
1250                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1251                                       offset);
1252                 if (rbytes < nbytes)
1253                         break;
1254
1255                 offset = 0;
1256                 sector += BTOBB(nbytes);
1257                 size -= nbytes;
1258                 total_nr_pages--;
1259         }
1260
1261         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1262                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1263                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1264                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1265                 }
1266                 submit_bio(bio);
1267                 if (size)
1268                         goto next_chunk;
1269         } else {
1270                 /*
1271                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1272                  * because the caller (xfs_buf_submit) holds a count itself.
1273                  */
1274                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1275                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1276                 bio_put(bio);
1277         }
1278
1279 }
1280
1281 STATIC void
1282 _xfs_buf_ioapply(
1283         struct xfs_buf  *bp)
1284 {
1285         struct blk_plug plug;
1286         int             op;
1287         int             op_flags = 0;
1288         int             offset;
1289         int             size;
1290         int             i;
1291
1292         /*
1293          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1294          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1295          */
1296         bp->b_error = 0;
1297
1298         /*
1299          * Initialize the I/O completion workqueue if we haven't yet or the
1300          * submitter has not opted to specify a custom one.
1301          */
1302         if (!bp->b_ioend_wq)
1303                 bp->b_ioend_wq = bp->b_target->bt_mount->m_buf_workqueue;
1304
1305         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1306                 op = REQ_OP_WRITE;
1307                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1308                         op_flags = WRITE_SYNC;
1309                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1310                         op_flags |= REQ_FUA;
1311                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1312                         op_flags |= REQ_PREFLUSH;
1313
1314                 /*
1315                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1316                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1317                  * the IO should not be dispatched.
1318                  */
1319                 if (bp->b_ops) {
1320                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1321                         if (bp->b_error) {
1322                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1323                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1324                                 return;
1325                         }
1326                 } else if (bp->b_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL) {
1327                         struct xfs_mount *mp = bp->b_target->bt_mount;
1328
1329                         /*
1330                          * non-crc filesystems don't attach verifiers during
1331                          * log recovery, so don't warn for such filesystems.
1332                          */
1333                         if (xfs_sb_version_hascrc(&mp->m_sb)) {
1334                                 xfs_warn(mp,
1335                                         "%s: no ops on block 0x%llx/0x%x",
1336                                         __func__, bp->b_bn, bp->b_length);
1337                                 xfs_hex_dump(bp->b_addr, 64);
1338                                 dump_stack();
1339                         }
1340                 }
1341         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1342                 op = REQ_OP_READ;
1343                 op_flags = REQ_RAHEAD;
1344         } else {
1345                 op = REQ_OP_READ;
1346         }
1347
1348         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1349         op_flags |= REQ_META;
1350
1351         /*
1352          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1353          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1354          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1355          * subsequent call.
1356          */
1357         offset = bp->b_offset;
1358         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1359         blk_start_plug(&plug);
1360         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1361                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, op, op_flags);
1362                 if (bp->b_error)
1363                         break;
1364                 if (size <= 0)
1365                         break;  /* all done */
1366         }
1367         blk_finish_plug(&plug);
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Asynchronous IO submission path. This transfers the buffer lock ownership and
1372  * the current reference to the IO. It is not safe to reference the buffer after
1373  * a call to this function unless the caller holds an additional reference
1374  * itself.
1375  */
1376 void
1377 xfs_buf_submit(
1378         struct xfs_buf  *bp)
1379 {
1380         trace_xfs_buf_submit(bp, _RET_IP_);
1381
1382         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1383         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
1384
1385         /* on shutdown we stale and complete the buffer immediately */
1386         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1387                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1388                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1389                 xfs_buf_stale(bp);
1390                 xfs_buf_ioend(bp);
1391                 return;
1392         }
1393
1394         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1395                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1396
1397         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1398         bp->b_io_error = 0;
1399
1400         /*
1401          * The caller's reference is released during I/O completion.
1402          * This occurs some time after the last b_io_remaining reference is
1403          * released, so after we drop our Io reference we have to have some
1404          * other reference to ensure the buffer doesn't go away from underneath
1405          * us. Take a direct reference to ensure we have safe access to the
1406          * buffer until we are finished with it.
1407          */
1408         xfs_buf_hold(bp);
1409
1410         /*
1411          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1412          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1413          * xfs_buf_ioend too early.
1414          */
1415         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1416         xfs_buf_ioacct_inc(bp);
1417         _xfs_buf_ioapply(bp);
1418
1419         /*
1420          * If _xfs_buf_ioapply failed, we can get back here with only the IO
1421          * reference we took above. If we drop it to zero, run completion so
1422          * that we don't return to the caller with completion still pending.
1423          */
1424         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1) {
1425                 if (bp->b_error)
1426                         xfs_buf_ioend(bp);
1427                 else
1428                         xfs_buf_ioend_async(bp);
1429         }
1430
1431         xfs_buf_rele(bp);
1432         /* Note: it is not safe to reference bp now we've dropped our ref */
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Synchronous buffer IO submission path, read or write.
1437  */
1438 int
1439 xfs_buf_submit_wait(
1440         struct xfs_buf  *bp)
1441 {
1442         int             error;
1443
1444         trace_xfs_buf_submit_wait(bp, _RET_IP_);
1445
1446         ASSERT(!(bp->b_flags & (_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC)));
1447
1448         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1449                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1450                 xfs_buf_stale(bp);
1451                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1452                 return -EIO;
1453         }
1454
1455         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1456                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1457
1458         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1459         bp->b_io_error = 0;
1460
1461         /*
1462          * For synchronous IO, the IO does not inherit the submitters reference
1463          * count, nor the buffer lock. Hence we cannot release the reference we
1464          * are about to take until we've waited for all IO completion to occur,
1465          * including any xfs_buf_ioend_async() work that may be pending.
1466          */
1467         xfs_buf_hold(bp);
1468
1469         /*
1470          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1471          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1472          * xfs_buf_ioend too early.
1473          */
1474         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1475         _xfs_buf_ioapply(bp);
1476
1477         /*
1478          * make sure we run completion synchronously if it raced with us and is
1479          * already complete.
1480          */
1481         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1482                 xfs_buf_ioend(bp);
1483
1484         /* wait for completion before gathering the error from the buffer */
1485         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1486         wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1487         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1488         error = bp->b_error;
1489
1490         /*
1491          * all done now, we can release the hold that keeps the buffer
1492          * referenced for the entire IO.
1493          */
1494         xfs_buf_rele(bp);
1495         return error;
1496 }
1497
1498 void *
1499 xfs_buf_offset(
1500         struct xfs_buf          *bp,
1501         size_t                  offset)
1502 {
1503         struct page             *page;
1504
1505         if (bp->b_addr)
1506                 return bp->b_addr + offset;
1507
1508         offset += bp->b_offset;
1509         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1510         return page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1511 }
1512
1513 /*
1514  *      Move data into or out of a buffer.
1515  */
1516 void
1517 xfs_buf_iomove(
1518         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1519         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1520         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1521         void                    *data,  /* data address                 */
1522         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1523 {
1524         size_t                  bend;
1525
1526         bend = boff + bsize;
1527         while (boff < bend) {
1528                 struct page     *page;
1529                 int             page_index, page_offset, csize;
1530
1531                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1532                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1533                 page = bp->b_pages[page_index];
1534                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1535                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1536
1537                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1538
1539                 switch (mode) {
1540                 case XBRW_ZERO:
1541                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1542                         break;
1543                 case XBRW_READ:
1544                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1545                         break;
1546                 case XBRW_WRITE:
1547                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1548                 }
1549
1550                 boff += csize;
1551                 data += csize;
1552         }
1553 }
1554
1555 /*
1556  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1557  */
1558
1559 /*
1560  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1561  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1562  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1563  */
1564 static enum lru_status
1565 xfs_buftarg_wait_rele(
1566         struct list_head        *item,
1567         struct list_lru_one     *lru,
1568         spinlock_t              *lru_lock,
1569         void                    *arg)
1570
1571 {
1572         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1573         struct list_head        *dispose = arg;
1574
1575         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1576                 /* need to wait, so skip it this pass */
1577                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1578                 return LRU_SKIP;
1579         }
1580         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1581                 return LRU_SKIP;
1582
1583         /*
1584          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1585          * ignored in xfs_buf_rele().
1586          */
1587         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1588         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1589         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1590         spin_unlock(&bp->b_lock);
1591         return LRU_REMOVED;
1592 }
1593
1594 void
1595 xfs_wait_buftarg(
1596         struct xfs_buftarg      *btp)
1597 {
1598         LIST_HEAD(dispose);
1599         int loop = 0;
1600
1601         /*
1602          * First wait on the buftarg I/O count for all in-flight buffers to be
1603          * released. This is critical as new buffers do not make the LRU until
1604          * they are released.
1605          *
1606          * Next, flush the buffer workqueue to ensure all completion processing
1607          * has finished. Just waiting on buffer locks is not sufficient for
1608          * async IO as the reference count held over IO is not released until
1609          * after the buffer lock is dropped. Hence we need to ensure here that
1610          * all reference counts have been dropped before we start walking the
1611          * LRU list.
1612          */
1613         while (percpu_counter_sum(&btp->bt_io_count))
1614                 delay(100);
1615         drain_workqueue(btp->bt_mount->m_buf_workqueue);
1616
1617         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1618         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1619                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1620                               &dispose, LONG_MAX);
1621
1622                 while (!list_empty(&dispose)) {
1623                         struct xfs_buf *bp;
1624                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1625                         list_del_init(&bp->b_lru);
1626                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1627                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1628 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!",
1629                                         (long long)bp->b_bn);
1630                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1631 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.");
1632                         }
1633                         xfs_buf_rele(bp);
1634                 }
1635                 if (loop++ != 0)
1636                         delay(100);
1637         }
1638 }
1639
1640 static enum lru_status
1641 xfs_buftarg_isolate(
1642         struct list_head        *item,
1643         struct list_lru_one     *lru,
1644         spinlock_t              *lru_lock,
1645         void                    *arg)
1646 {
1647         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1648         struct list_head        *dispose = arg;
1649
1650         /*
1651          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1652          * If we fail to get the lock, just skip it.
1653          */
1654         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1655                 return LRU_SKIP;
1656         /*
1657          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1658          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1659          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1660          */
1661         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1662                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1663                 return LRU_ROTATE;
1664         }
1665
1666         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1667         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1668         spin_unlock(&bp->b_lock);
1669         return LRU_REMOVED;
1670 }
1671
1672 static unsigned long
1673 xfs_buftarg_shrink_scan(
1674         struct shrinker         *shrink,
1675         struct shrink_control   *sc)
1676 {
1677         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1678                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1679         LIST_HEAD(dispose);
1680         unsigned long           freed;
1681
1682         freed = list_lru_shrink_walk(&btp->bt_lru, sc,
1683                                      xfs_buftarg_isolate, &dispose);
1684
1685         while (!list_empty(&dispose)) {
1686                 struct xfs_buf *bp;
1687                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1688                 list_del_init(&bp->b_lru);
1689                 xfs_buf_rele(bp);
1690         }
1691
1692         return freed;
1693 }
1694
1695 static unsigned long
1696 xfs_buftarg_shrink_count(
1697         struct shrinker         *shrink,
1698         struct shrink_control   *sc)
1699 {
1700         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1701                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1702         return list_lru_shrink_count(&btp->bt_lru, sc);
1703 }
1704
1705 void
1706 xfs_free_buftarg(
1707         struct xfs_mount        *mp,
1708         struct xfs_buftarg      *btp)
1709 {
1710         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1711         ASSERT(percpu_counter_sum(&btp->bt_io_count) == 0);
1712         percpu_counter_destroy(&btp->bt_io_count);
1713         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1714
1715         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1716                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1717
1718         kmem_free(btp);
1719 }
1720
1721 int
1722 xfs_setsize_buftarg(
1723         xfs_buftarg_t           *btp,
1724         unsigned int            sectorsize)
1725 {
1726         /* Set up metadata sector size info */
1727         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1728         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1729
1730         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1731                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1732                         "Cannot set_blocksize to %u on device %pg",
1733                         sectorsize, btp->bt_bdev);
1734                 return -EINVAL;
1735         }
1736
1737         /* Set up device logical sector size mask */
1738         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1739         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1740
1741         return 0;
1742 }
1743
1744 /*
1745  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1746  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1747  * are being used at this early stage.  Play safe.
1748  */
1749 STATIC int
1750 xfs_setsize_buftarg_early(
1751         xfs_buftarg_t           *btp,
1752         struct block_device     *bdev)
1753 {
1754         return xfs_setsize_buftarg(btp, bdev_logical_block_size(bdev));
1755 }
1756
1757 xfs_buftarg_t *
1758 xfs_alloc_buftarg(
1759         struct xfs_mount        *mp,
1760         struct block_device     *bdev)
1761 {
1762         xfs_buftarg_t           *btp;
1763
1764         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1765
1766         btp->bt_mount = mp;
1767         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1768         btp->bt_bdev = bdev;
1769         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1770
1771         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1772                 goto error;
1773
1774         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1775                 goto error;
1776
1777         if (percpu_counter_init(&btp->bt_io_count, 0, GFP_KERNEL))
1778                 goto error;
1779
1780         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1781         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1782         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1783         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1784         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1785         return btp;
1786
1787 error:
1788         kmem_free(btp);
1789         return NULL;
1790 }
1791
1792 /*
1793  * Add a buffer to the delayed write list.
1794  *
1795  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1796  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1797  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1798  * to the callers.
1799  *
1800  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1801  * been on the buffer list.
1802  */
1803 bool
1804 xfs_buf_delwri_queue(
1805         struct xfs_buf          *bp,
1806         struct list_head        *list)
1807 {
1808         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1809         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1810
1811         /*
1812          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1813          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1814          * case.
1815          */
1816         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1817                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1818                 return false;
1819         }
1820
1821         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1822
1823         /*
1824          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1825          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1826          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1827          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1828          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1829          * which case we need just need to re-add the flag here.
1830          */
1831         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1832         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1833                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1834                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1835         }
1836
1837         return true;
1838 }
1839
1840 /*
1841  * Compare function is more complex than it needs to be because
1842  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1843  * on 64 bit values
1844  */
1845 static int
1846 xfs_buf_cmp(
1847         void            *priv,
1848         struct list_head *a,
1849         struct list_head *b)
1850 {
1851         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1852         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1853         xfs_daddr_t             diff;
1854
1855         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1856         if (diff < 0)
1857                 return -1;
1858         if (diff > 0)
1859                 return 1;
1860         return 0;
1861 }
1862
1863 /*
1864  * submit buffers for write.
1865  *
1866  * When we have a large buffer list, we do not want to hold all the buffers
1867  * locked while we block on the request queue waiting for IO dispatch. To avoid
1868  * this problem, we lock and submit buffers in groups of 50, thereby minimising
1869  * the lock hold times for lists which may contain thousands of objects.
1870  *
1871  * To do this, we sort the buffer list before we walk the list to lock and
1872  * submit buffers, and we plug and unplug around each group of buffers we
1873  * submit.
1874  */
1875 static int
1876 xfs_buf_delwri_submit_buffers(
1877         struct list_head        *buffer_list,
1878         struct list_head        *wait_list)
1879 {
1880         struct xfs_buf          *bp, *n;
1881         LIST_HEAD               (submit_list);
1882         int                     pinned = 0;
1883         struct blk_plug         plug;
1884
1885         list_sort(NULL, buffer_list, xfs_buf_cmp);
1886
1887         blk_start_plug(&plug);
1888         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1889                 if (!wait_list) {
1890                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1891                                 pinned++;
1892                                 continue;
1893                         }
1894                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1895                                 continue;
1896                 } else {
1897                         xfs_buf_lock(bp);
1898                 }
1899
1900                 /*
1901                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1902                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1903                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1904                  * reference and remove it from the list here.
1905                  */
1906                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1907                         list_del_init(&bp->b_list);
1908                         xfs_buf_relse(bp);
1909                         continue;
1910                 }
1911
1912                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1913
1914                 /*
1915                  * We do all IO submission async. This means if we need
1916                  * to wait for IO completion we need to take an extra
1917                  * reference so the buffer is still valid on the other
1918                  * side. We need to move the buffer onto the io_list
1919                  * at this point so the caller can still access it.
1920                  */
1921                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_WRITE_FAIL);
1922                 bp->b_flags |= XBF_WRITE | XBF_ASYNC;
1923                 if (wait_list) {
1924                         xfs_buf_hold(bp);
1925                         list_move_tail(&bp->b_list, wait_list);
1926                 } else
1927                         list_del_init(&bp->b_list);
1928
1929                 xfs_buf_submit(bp);
1930         }
1931         blk_finish_plug(&plug);
1932
1933         return pinned;
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Write out a buffer list asynchronously.
1938  *
1939  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1940  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1941  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1942  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1943  * function.
1944  */
1945 int
1946 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1947         struct list_head        *buffer_list)
1948 {
1949         return xfs_buf_delwri_submit_buffers(buffer_list, NULL);
1950 }
1951
1952 /*
1953  * Write out a buffer list synchronously.
1954  *
1955  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1956  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1957  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1958  * functionality.
1959  */
1960 int
1961 xfs_buf_delwri_submit(
1962         struct list_head        *buffer_list)
1963 {
1964         LIST_HEAD               (wait_list);
1965         int                     error = 0, error2;
1966         struct xfs_buf          *bp;
1967
1968         xfs_buf_delwri_submit_buffers(buffer_list, &wait_list);
1969
1970         /* Wait for IO to complete. */
1971         while (!list_empty(&wait_list)) {
1972                 bp = list_first_entry(&wait_list, struct xfs_buf, b_list);
1973
1974                 list_del_init(&bp->b_list);
1975
1976                 /* locking the buffer will wait for async IO completion. */
1977                 xfs_buf_lock(bp);
1978                 error2 = bp->b_error;
1979                 xfs_buf_relse(bp);
1980                 if (!error)
1981                         error = error2;
1982         }
1983
1984         return error;
1985 }
1986
1987 int __init
1988 xfs_buf_init(void)
1989 {
1990         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1991                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1992         if (!xfs_buf_zone)
1993                 goto out;
1994
1995         return 0;
1996
1997  out:
1998         return -ENOMEM;
1999 }
2000
2001 void
2002 xfs_buf_terminate(void)
2003 {
2004         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
2005 }