fs/xfs/xfs_buf.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18 #include "xfs.h"
  19 #include <linux/stddef.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/gfp.h>
  22 #include <linux/pagemap.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/bio.h>
  26 #include <linux/sysctl.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/workqueue.h>
  29 #include <linux/percpu.h>
  30 #include <linux/blkdev.h>
  31 #include <linux/hash.h>
  32 #include <linux/kthread.h>
  33 #include <linux/migrate.h>
  34 #include <linux/backing-dev.h>
  35 #include <linux/freezer.h>
  36
  37 #include "xfs_log_format.h"
  38 #include "xfs_trans_resv.h"
  39 #include "xfs_sb.h"
  40 #include "xfs_ag.h"
  41 #include "xfs_mount.h"
  42 #include "xfs_trace.h"
  43 #include "xfs_log.h"
  44
  45 static kmem_zone_t *xfs_buf_zone;
  46
  47 static struct workqueue_struct *xfslogd_workqueue;
  48
  49 #ifdef XFS_BUF_LOCK_TRACKING
  50 # define XB_SET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder = current->pid)
  51 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     ((bp)->b_last_holder = -1)
  52 # define XB_GET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder)
  53 #else
  54 # define XB_SET_OWNER(bp)       do { } while (0)
  55 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     do { } while (0)
  56 # define XB_GET_OWNER(bp)       do { } while (0)
  57 #endif
  58
  59 #define xb_to_gfp(flags) \
  60         ((((flags) & XBF_READ_AHEAD) ? __GFP_NORETRY : GFP_NOFS) | __GFP_NOWARN)
  61
  62
  63 static inline int
  64 xfs_buf_is_vmapped(
  65         struct xfs_buf  *bp)
  66 {
  67         /*
  68          * Return true if the buffer is vmapped.
  69          *
  70          * b_addr is null if the buffer is not mapped, but the code is clever
  71          * enough to know it doesn't have to map a single page, so the check has
  72          * to be both for b_addr and bp->b_page_count > 1.
  73          */
  74         return bp->b_addr && bp->b_page_count > 1;
  75 }
  76
  77 static inline int
  78 xfs_buf_vmap_len(
  79         struct xfs_buf  *bp)
  80 {
  81         return (bp->b_page_count * PAGE_SIZE) - bp->b_offset;
  82 }
  83
  84 /*
  85  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
  86  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
  87  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
  88  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
  89  *
  90  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
  91  */
  92 void
  93 xfs_buf_stale(
  94         struct xfs_buf  *bp)
  95 {
  96         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
  97
  98         bp->b_flags |= XBF_STALE;
  99
 100         /*
 101          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
 102          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
 103          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
 104          */
 105         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
 106
 107         spin_lock(&bp->b_lock);
 108         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
 109         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE) &&
 110             (list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)))
 111                 atomic_dec(&bp->b_hold);
 112
 113         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
 114         spin_unlock(&bp->b_lock);
 115 }
 116
 117 static int
 118 xfs_buf_get_maps(
 119         struct xfs_buf          *bp,
 120         int                     map_count)
 121 {
 122         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
 123         bp->b_map_count = map_count;
 124
 125         if (map_count == 1) {
 126                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
 127                 return 0;
 128         }
 129
 130         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
 131                                 KM_NOFS);
 132         if (!bp->b_maps)
 133                 return -ENOMEM;
 134         return 0;
 135 }
 136
 137 /*
 138  *      Frees b_pages if it was allocated.
 139  */
 140 static void
 141 xfs_buf_free_maps(
 142         struct xfs_buf  *bp)
 143 {
 144         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
 145                 kmem_free(bp->b_maps);
 146                 bp->b_maps = NULL;
 147         }
 148 }
 149
 150 struct xfs_buf *
 151 _xfs_buf_alloc(
 152         struct xfs_buftarg      *target,
 153         struct xfs_buf_map      *map,
 154         int                     nmaps,
 155         xfs_buf_flags_t         flags)
 156 {
 157         struct xfs_buf          *bp;
 158         int                     error;
 159         int                     i;
 160
 161         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
 162         if (unlikely(!bp))
 163                 return NULL;
 164
 165         /*
 166          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
 167          * specifically set by later operations on the buffer.
 168          */
 169         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 170
 171         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
 172         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
 173         init_completion(&bp->b_iowait);
 174         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
 175         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
 176         RB_CLEAR_NODE(&bp->b_rbnode);
 177         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
 178         spin_lock_init(&bp->b_lock);
 179         XB_SET_OWNER(bp);
 180         bp->b_target = target;
 181         bp->b_flags = flags;
 182
 183         /*
 184          * Set length and io_length to the same value initially.
 185          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
 186          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
 187          */
 188         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
 189         if (error)  {
 190                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 191                 return NULL;
 192         }
 193
 194         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
 195         bp->b_length = 0;
 196         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
 197                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
 198                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
 199                 bp->b_length += map[i].bm_len;
 200         }
 201         bp->b_io_length = bp->b_length;
 202
 203         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
 204         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
 205
 206         XFS_STATS_INC(xb_create);
 207         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
 208
 209         return bp;
 210 }
 211
 212 /*
 213  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
 214  *      of pages, and point the page buf at it.
 215  */
 216 STATIC int
 217 _xfs_buf_get_pages(
 218         xfs_buf_t               *bp,
 219         int                     page_count)
 220 {
 221         /* Make sure that we have a page list */
 222         if (bp->b_pages == NULL) {
 223                 bp->b_page_count = page_count;
 224                 if (page_count <= XB_PAGES) {
 225                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
 226                 } else {
 227                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
 228                                                  page_count, KM_NOFS);
 229                         if (bp->b_pages == NULL)
 230                                 return -ENOMEM;
 231                 }
 232                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
 233         }
 234         return 0;
 235 }
 236
 237 /*
 238  *      Frees b_pages if it was allocated.
 239  */
 240 STATIC void
 241 _xfs_buf_free_pages(
 242         xfs_buf_t       *bp)
 243 {
 244         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
 245                 kmem_free(bp->b_pages);
 246                 bp->b_pages = NULL;
 247         }
 248 }
 249
 250 /*
 251  *      Releases the specified buffer.
 252  *
 253  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
 254  *      The buffer must not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
 255  *      hashed and refcounted buffers
 256  */
 257 void
 258 xfs_buf_free(
 259         xfs_buf_t               *bp)
 260 {
 261         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
 262
 263         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 264
 265         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
 266                 uint            i;
 267
 268                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
 269                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
 270                                         bp->b_page_count);
 271
 272                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 273                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
 274
 275                         __free_page(page);
 276                 }
 277         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
 278                 kmem_free(bp->b_addr);
 279         _xfs_buf_free_pages(bp);
 280         xfs_buf_free_maps(bp);
 281         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 282 }
 283
 284 /*
 285  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
 286  */
 287 STATIC int
 288 xfs_buf_allocate_memory(
 289         xfs_buf_t               *bp,
 290         uint                    flags)
 291 {
 292         size_t                  size;
 293         size_t                  nbytes, offset;
 294         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
 295         unsigned short          page_count, i;
 296         xfs_off_t               start, end;
 297         int                     error;
 298
 299         /*
 300          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
 301          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
 302          * page arrays to keep allocation down to order 0.
 303          */
 304         size = BBTOB(bp->b_length);
 305         if (size < PAGE_SIZE) {
 306                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
 307                 if (!bp->b_addr) {
 308                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
 309                         goto use_alloc_page;
 310                 }
 311
 312                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
 313                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
 314                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
 315                         kmem_free(bp->b_addr);
 316                         bp->b_addr = NULL;
 317                         goto use_alloc_page;
 318                 }
 319                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
 320                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
 321                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
 322                 bp->b_page_count = 1;
 323                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
 324                 return 0;
 325         }
 326
 327 use_alloc_page:
 328         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
 329         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
 330                                                                 >> PAGE_SHIFT;
 331         page_count = end - start;
 332         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
 333         if (unlikely(error))
 334                 return error;
 335
 336         offset = bp->b_offset;
 337         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 338
 339         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 340                 struct page     *page;
 341                 uint            retries = 0;
 342 retry:
 343                 page = alloc_page(gfp_mask);
 344                 if (unlikely(page == NULL)) {
 345                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
 346                                 bp->b_page_count = i;
 347                                 error = -ENOMEM;
 348                                 goto out_free_pages;
 349                         }
 350
 351                         /*
 352                          * This could deadlock.
 353                          *
 354                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
 355                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
 356                          */
 357                         if (!(++retries % 100))
 358                                 xfs_err(NULL,
 359                 "possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
 360                                         __func__, gfp_mask);
 361
 362                         XFS_STATS_INC(xb_page_retries);
 363                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
 364                         goto retry;
 365                 }
 366
 367                 XFS_STATS_INC(xb_page_found);
 368
 369                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
 370                 size -= nbytes;
 371                 bp->b_pages[i] = page;
 372                 offset = 0;
 373         }
 374         return 0;
 375
 376 out_free_pages:
 377         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
 378                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 379         return error;
 380 }
 381
 382 /*
 383  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
 384  */
 385 STATIC int
 386 _xfs_buf_map_pages(
 387         xfs_buf_t               *bp,
 388         uint                    flags)
 389 {
 390         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
 391         if (bp->b_page_count == 1) {
 392                 /* A single page buffer is always mappable */
 393                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
 394         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
 395                 bp->b_addr = NULL;
 396         } else {
 397                 int retried = 0;
 398                 unsigned noio_flag;
 399
 400                 /*
 401                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
 402                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
 403                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
 404                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOIO to prevent
 405                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
 406                  * potentially deadlocking.
 407                  */
 408                 noio_flag = memalloc_noio_save();
 409                 do {
 410                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
 411                                                 -1, PAGE_KERNEL);
 412                         if (bp->b_addr)
 413                                 break;
 414                         vm_unmap_aliases();
 415                 } while (retried++ <= 1);
 416                 memalloc_noio_restore(noio_flag);
 417
 418                 if (!bp->b_addr)
 419                         return -ENOMEM;
 420                 bp->b_addr += bp->b_offset;
 421         }
 422
 423         return 0;
 424 }
 425
 426 /*
 427  *      Finding and Reading Buffers
 428  */
 429
 430 /*
 431  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
 432  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
 433  *      locked. No I/O is implied by this call.
 434  */
 435 xfs_buf_t *
 436 _xfs_buf_find(
 437         struct xfs_buftarg      *btp,
 438         struct xfs_buf_map      *map,
 439         int                     nmaps,
 440         xfs_buf_flags_t         flags,
 441         xfs_buf_t               *new_bp)
 442 {
 443         size_t                  numbytes;
 444         struct xfs_perag        *pag;
 445         struct rb_node          **rbp;
 446         struct rb_node          *parent;
 447         xfs_buf_t               *bp;
 448         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
 449         xfs_daddr_t             eofs;
 450         int                     numblks = 0;
 451         int                     i;
 452
 453         for (i = 0; i < nmaps; i++)
 454                 numblks += map[i].bm_len;
 455         numbytes = BBTOB(numblks);
 456
 457         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
 458         ASSERT(!(numbytes < btp->bt_meta_sectorsize));
 459         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
 460
 461         /*
 462          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
 463          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
 464          */
 465         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
 466         if (blkno >= eofs) {
 467                 /*
 468                  * XXX (dgc): we should really be returning -EFSCORRUPTED here,
 469                  * but none of the higher level infrastructure supports
 470                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
 471                  */
 472                 xfs_alert(btp->bt_mount,
 473                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
 474                           __func__, blkno, eofs);
 475                 WARN_ON(1);
 476                 return NULL;
 477         }
 478
 479         /* get tree root */
 480         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
 481                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
 482
 483         /* walk tree */
 484         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
 485         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
 486         parent = NULL;
 487         bp = NULL;
 488         while (*rbp) {
 489                 parent = *rbp;
 490                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
 491
 492                 if (blkno < bp->b_bn)
 493                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
 494                 else if (blkno > bp->b_bn)
 495                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
 496                 else {
 497                         /*
 498                          * found a block number match. If the range doesn't
 499                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
 500                          * in the cache is stale and the transaction that made
 501                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
 502                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
 503                          * continue searching to the right for an exact match.
 504                          */
 505                         if (bp->b_length != numblks) {
 506                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
 507                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
 508                                 continue;
 509                         }
 510                         atomic_inc(&bp->b_hold);
 511                         goto found;
 512                 }
 513         }
 514
 515         /* No match found */
 516         if (new_bp) {
 517                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
 518                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 519                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
 520                 new_bp->b_pag = pag;
 521                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 522         } else {
 523                 XFS_STATS_INC(xb_miss_locked);
 524                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 525                 xfs_perag_put(pag);
 526         }
 527         return new_bp;
 528
 529 found:
 530         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 531         xfs_perag_put(pag);
 532
 533         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
 534                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
 535                         xfs_buf_rele(bp);
 536                         XFS_STATS_INC(xb_busy_locked);
 537                         return NULL;
 538                 }
 539                 xfs_buf_lock(bp);
 540                 XFS_STATS_INC(xb_get_locked_waited);
 541         }
 542
 543         /*
 544          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
 545          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
 546          * intact here.
 547          */
 548         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
 549                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
 550                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
 551                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
 552                 bp->b_ops = NULL;
 553         }
 554
 555         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
 556         XFS_STATS_INC(xb_get_locked);
 557         return bp;
 558 }
 559
 560 /*
 561  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
 562  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
 563  * more hits than misses.
 564  */
 565 struct xfs_buf *
 566 xfs_buf_get_map(
 567         struct xfs_buftarg      *target,
 568         struct xfs_buf_map      *map,
 569         int                     nmaps,
 570         xfs_buf_flags_t         flags)
 571 {
 572         struct xfs_buf          *bp;
 573         struct xfs_buf          *new_bp;
 574         int                     error = 0;
 575
 576         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
 577         if (likely(bp))
 578                 goto found;
 579
 580         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
 581         if (unlikely(!new_bp))
 582                 return NULL;
 583
 584         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
 585         if (error) {
 586                 xfs_buf_free(new_bp);
 587                 return NULL;
 588         }
 589
 590         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
 591         if (!bp) {
 592                 xfs_buf_free(new_bp);
 593                 return NULL;
 594         }
 595
 596         if (bp != new_bp)
 597                 xfs_buf_free(new_bp);
 598
 599 found:
 600         if (!bp->b_addr) {
 601                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
 602                 if (unlikely(error)) {
 603                         xfs_warn(target->bt_mount,
 604                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
 605                         xfs_buf_relse(bp);
 606                         return NULL;
 607                 }
 608         }
 609
 610         XFS_STATS_INC(xb_get);
 611         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
 612         return bp;
 613 }
 614
 615 STATIC int
 616 _xfs_buf_read(
 617         xfs_buf_t               *bp,
 618         xfs_buf_flags_t         flags)
 619 {
 620         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
 621         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
 622
 623         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 624         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 625
 626         xfs_buf_iorequest(bp);
 627         if (flags & XBF_ASYNC)
 628                 return 0;
 629         return xfs_buf_iowait(bp);
 630 }
 631
 632 xfs_buf_t *
 633 xfs_buf_read_map(
 634         struct xfs_buftarg      *target,
 635         struct xfs_buf_map      *map,
 636         int                     nmaps,
 637         xfs_buf_flags_t         flags,
 638         const struct xfs_buf_ops *ops)
 639 {
 640         struct xfs_buf          *bp;
 641
 642         flags |= XBF_READ;
 643
 644         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
 645         if (bp) {
 646                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
 647
 648                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
 649                         XFS_STATS_INC(xb_get_read);
 650                         bp->b_ops = ops;
 651                         _xfs_buf_read(bp, flags);
 652                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
 653                         /*
 654                          * Read ahead call which is already satisfied,
 655                          * drop the buffer
 656                          */
 657                         xfs_buf_relse(bp);
 658                         return NULL;
 659                 } else {
 660                         /* We do not want read in the flags */
 661                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
 662                 }
 663         }
 664
 665         return bp;
 666 }
 667
 668 /*
 669  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
 670  *      safe manner.
 671  */
 672 void
 673 xfs_buf_readahead_map(
 674         struct xfs_buftarg      *target,
 675         struct xfs_buf_map      *map,
 676         int                     nmaps,
 677         const struct xfs_buf_ops *ops)
 678 {
 679         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
 680                 return;
 681
 682         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
 683                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
 684 }
 685
 686 /*
 687  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
 688  * buffer containing the disk contents or nothing.
 689  */
 690 struct xfs_buf *
 691 xfs_buf_read_uncached(
 692         struct xfs_buftarg      *target,
 693         xfs_daddr_t             daddr,
 694         size_t                  numblks,
 695         int                     flags,
 696         const struct xfs_buf_ops *ops)
 697 {
 698         struct xfs_buf          *bp;
 699
 700         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
 701         if (!bp)
 702                 return NULL;
 703
 704         /* set up the buffer for a read IO */
 705         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 706         bp->b_bn = daddr;
 707         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
 708         bp->b_flags |= XBF_READ;
 709         bp->b_ops = ops;
 710
 711         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(target->bt_mount)) {
 712                 xfs_buf_relse(bp);
 713                 return NULL;
 714         }
 715         xfs_buf_iorequest(bp);
 716         xfs_buf_iowait(bp);
 717         return bp;
 718 }
 719
 720 /*
 721  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
 722  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
 723  */
 724 void
 725 xfs_buf_set_empty(
 726         struct xfs_buf          *bp,
 727         size_t                  numblks)
 728 {
 729         if (bp->b_pages)
 730                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 731
 732         bp->b_pages = NULL;
 733         bp->b_page_count = 0;
 734         bp->b_addr = NULL;
 735         bp->b_length = numblks;
 736         bp->b_io_length = numblks;
 737
 738         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 739         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 740         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 741         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
 742 }
 743
 744 static inline struct page *
 745 mem_to_page(
 746         void                    *addr)
 747 {
 748         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
 749                 return virt_to_page(addr);
 750         } else {
 751                 return vmalloc_to_page(addr);
 752         }
 753 }
 754
 755 int
 756 xfs_buf_associate_memory(
 757         xfs_buf_t               *bp,
 758         void                    *mem,
 759         size_t                  len)
 760 {
 761         int                     rval;
 762         int                     i = 0;
 763         unsigned long           pageaddr;
 764         unsigned long           offset;
 765         size_t                  buflen;
 766         int                     page_count;
 767
 768         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
 769         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
 770         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
 771         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
 772
 773         /* Free any previous set of page pointers */
 774         if (bp->b_pages)
 775                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 776
 777         bp->b_pages = NULL;
 778         bp->b_addr = mem;
 779
 780         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
 781         if (rval)
 782                 return rval;
 783
 784         bp->b_offset = offset;
 785
 786         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 787                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
 788                 pageaddr += PAGE_SIZE;
 789         }
 790
 791         bp->b_io_length = BTOBB(len);
 792         bp->b_length = BTOBB(buflen);
 793
 794         return 0;
 795 }
 796
 797 xfs_buf_t *
 798 xfs_buf_get_uncached(
 799         struct xfs_buftarg      *target,
 800         size_t                  numblks,
 801         int                     flags)
 802 {
 803         unsigned long           page_count;
 804         int                     error, i;
 805         struct xfs_buf          *bp;
 806         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
 807
 808         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
 809         if (unlikely(bp == NULL))
 810                 goto fail;
 811
 812         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
 813         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
 814         if (error)
 815                 goto fail_free_buf;
 816
 817         for (i = 0; i < page_count; i++) {
 818                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
 819                 if (!bp->b_pages[i])
 820                         goto fail_free_mem;
 821         }
 822         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 823
 824         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
 825         if (unlikely(error)) {
 826                 xfs_warn(target->bt_mount,
 827                         "%s: failed to map pages", __func__);
 828                 goto fail_free_mem;
 829         }
 830
 831         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
 832         return bp;
 833
 834  fail_free_mem:
 835         while (--i >= 0)
 836                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 837         _xfs_buf_free_pages(bp);
 838  fail_free_buf:
 839         xfs_buf_free_maps(bp);
 840         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 841  fail:
 842         return NULL;
 843 }
 844
 845 /*
 846  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
 847  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
 848  *      Must hold the buffer already to call this function.
 849  */
 850 void
 851 xfs_buf_hold(
 852         xfs_buf_t               *bp)
 853 {
 854         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
 855         atomic_inc(&bp->b_hold);
 856 }
 857
 858 /*
 859  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
 860  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
 861  */
 862 void
 863 xfs_buf_rele(
 864         xfs_buf_t               *bp)
 865 {
 866         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
 867
 868         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
 869
 870         if (!pag) {
 871                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 872                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 873                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
 874                         xfs_buf_free(bp);
 875                 return;
 876         }
 877
 878         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 879
 880         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
 881         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
 882                 spin_lock(&bp->b_lock);
 883                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
 884                         /*
 885                          * If the buffer is added to the LRU take a new
 886                          * reference to the buffer for the LRU and clear the
 887                          * (now stale) dispose list state flag
 888                          */
 889                         if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
 890                                 bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
 891                                 atomic_inc(&bp->b_hold);
 892                         }
 893                         spin_unlock(&bp->b_lock);
 894                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 895                 } else {
 896                         /*
 897                          * most of the time buffers will already be removed from
 898                          * the LRU, so optimise that case by checking for the
 899                          * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the
 900                          * buffer was on was the disposal list
 901                          */
 902                         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
 903                                 list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
 904                         } else {
 905                                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 906                         }
 907                         spin_unlock(&bp->b_lock);
 908
 909                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
 910                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 911                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 912                         xfs_perag_put(pag);
 913                         xfs_buf_free(bp);
 914                 }
 915         }
 916 }
 917
 918
 919 /*
 920  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
 921  *
 922  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
 923  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
 924  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
 925  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
 926  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
 927  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
 928  *      to push on stale inode buffers.
 929  */
 930 int
 931 xfs_buf_trylock(
 932         struct xfs_buf          *bp)
 933 {
 934         int                     locked;
 935
 936         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
 937         if (locked)
 938                 XB_SET_OWNER(bp);
 939
 940         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
 941         return locked;
 942 }
 943
 944 /*
 945  *      Lock a buffer object.
 946  *
 947  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
 948  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
 949  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
 950  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
 951  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
 952  */
 953 void
 954 xfs_buf_lock(
 955         struct xfs_buf          *bp)
 956 {
 957         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
 958
 959         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
 960                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
 961         down(&bp->b_sema);
 962         XB_SET_OWNER(bp);
 963
 964         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
 965 }
 966
 967 void
 968 xfs_buf_unlock(
 969         struct xfs_buf          *bp)
 970 {
 971         XB_CLEAR_OWNER(bp);
 972         up(&bp->b_sema);
 973
 974         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
 975 }
 976
 977 STATIC void
 978 xfs_buf_wait_unpin(
 979         xfs_buf_t               *bp)
 980 {
 981         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
 982
 983         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
 984                 return;
 985
 986         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
 987         for (;;) {
 988                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 989                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
 990                         break;
 991                 io_schedule();
 992         }
 993         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
 994         set_current_state(TASK_RUNNING);
 995 }
 996
 997 /*
 998  *      Buffer Utility Routines
 999  */
1000
1001 STATIC void
1002 xfs_buf_iodone_work(
1003         struct work_struct      *work)
1004 {
1005         struct xfs_buf          *bp =
1006                 container_of(work, xfs_buf_t, b_iodone_work);
1007         bool                    read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1008
1009         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1010
1011         /* only validate buffers that were read without errors */
1012         if (read && bp->b_ops && !bp->b_error && (bp->b_flags & XBF_DONE))
1013                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1014
1015         if (bp->b_iodone)
1016                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1017         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1018                 xfs_buf_relse(bp);
1019         else {
1020                 ASSERT(read && bp->b_ops);
1021                 complete(&bp->b_iowait);
1022         }
1023 }
1024
1025 void
1026 xfs_buf_ioend(
1027         struct xfs_buf  *bp,
1028         int             schedule)
1029 {
1030         bool            read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1031
1032         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1033
1034         if (bp->b_error == 0)
1035                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1036
1037         if (bp->b_iodone || (read && bp->b_ops) || (bp->b_flags & XBF_ASYNC)) {
1038                 if (schedule) {
1039                         INIT_WORK(&bp->b_iodone_work, xfs_buf_iodone_work);
1040                         queue_work(xfslogd_workqueue, &bp->b_iodone_work);
1041                 } else {
1042                         xfs_buf_iodone_work(&bp->b_iodone_work);
1043                 }
1044         } else {
1045                 bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1046                 complete(&bp->b_iowait);
1047         }
1048 }
1049
1050 void
1051 xfs_buf_ioerror(
1052         xfs_buf_t               *bp,
1053         int                     error)
1054 {
1055         ASSERT(error <= 0 && error >= -1000);
1056         bp->b_error = error;
1057         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1058 }
1059
1060 void
1061 xfs_buf_ioerror_alert(
1062         struct xfs_buf          *bp,
1063         const char              *func)
1064 {
1065         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1066 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1067                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, -bp->b_error, bp->b_length);
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Called when we want to stop a buffer from getting written or read.
1072  * We attach the EIO error, muck with its flags, and call xfs_buf_ioend
1073  * so that the proper iodone callbacks get called.
1074  */
1075 STATIC int
1076 xfs_bioerror(
1077         xfs_buf_t *bp)
1078 {
1079 #ifdef XFSERRORDEBUG
1080         ASSERT(XFS_BUF_ISREAD(bp) || bp->b_iodone);
1081 #endif
1082
1083         /*
1084          * No need to wait until the buffer is unpinned, we aren't flushing it.
1085          */
1086         xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1087
1088         /*
1089          * We're calling xfs_buf_ioend, so delete XBF_DONE flag.
1090          */
1091         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1092         XFS_BUF_UNDONE(bp);
1093         xfs_buf_stale(bp);
1094
1095         xfs_buf_ioend(bp, 0);
1096
1097         return -EIO;
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Same as xfs_bioerror, except that we are releasing the buffer
1102  * here ourselves, and avoiding the xfs_buf_ioend call.
1103  * This is meant for userdata errors; metadata bufs come with
1104  * iodone functions attached, so that we can track down errors.
1105  */
1106 int
1107 xfs_bioerror_relse(
1108         struct xfs_buf  *bp)
1109 {
1110         int64_t         fl = bp->b_flags;
1111         /*
1112          * No need to wait until the buffer is unpinned.
1113          * We aren't flushing it.
1114          *
1115          * chunkhold expects B_DONE to be set, whether
1116          * we actually finish the I/O or not. We don't want to
1117          * change that interface.
1118          */
1119         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1120         XFS_BUF_DONE(bp);
1121         xfs_buf_stale(bp);
1122         bp->b_iodone = NULL;
1123         if (!(fl & XBF_ASYNC)) {
1124                 /*
1125                  * Mark b_error and B_ERROR _both_.
1126                  * Lot's of chunkcache code assumes that.
1127                  * There's no reason to mark error for
1128                  * ASYNC buffers.
1129                  */
1130                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1131                 complete(&bp->b_iowait);
1132         } else {
1133                 xfs_buf_relse(bp);
1134         }
1135
1136         return -EIO;
1137 }
1138
1139 STATIC int
1140 xfs_bdstrat_cb(
1141         struct xfs_buf  *bp)
1142 {
1143         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1144                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1145                 /*
1146                  * Metadata write that didn't get logged but
1147                  * written delayed anyway. These aren't associated
1148                  * with a transaction, and can be ignored.
1149                  */
1150                 if (!bp->b_iodone && !XFS_BUF_ISREAD(bp))
1151                         return xfs_bioerror_relse(bp);
1152                 else
1153                         return xfs_bioerror(bp);
1154         }
1155
1156         xfs_buf_iorequest(bp);
1157         return 0;
1158 }
1159
1160 int
1161 xfs_bwrite(
1162         struct xfs_buf          *bp)
1163 {
1164         int                     error;
1165
1166         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1167
1168         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1169         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q | XBF_WRITE_FAIL);
1170
1171         xfs_bdstrat_cb(bp);
1172
1173         error = xfs_buf_iowait(bp);
1174         if (error) {
1175                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1176                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1177         }
1178         return error;
1179 }
1180
1181 STATIC void
1182 _xfs_buf_ioend(
1183         xfs_buf_t               *bp,
1184         int                     schedule)
1185 {
1186         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1187                 xfs_buf_ioend(bp, schedule);
1188 }
1189
1190 STATIC void
1191 xfs_buf_bio_end_io(
1192         struct bio              *bio,
1193         int                     error)
1194 {
1195         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1196
1197         /*
1198          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1199          * buffers that require multiple bios to complete.
1200          */
1201         if (!bp->b_error)
1202                 xfs_buf_ioerror(bp, error);
1203
1204         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1205                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1206
1207         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1208         bio_put(bio);
1209 }
1210
1211 static void
1212 xfs_buf_ioapply_map(
1213         struct xfs_buf  *bp,
1214         int             map,
1215         int             *buf_offset,
1216         int             *count,
1217         int             rw)
1218 {
1219         int             page_index;
1220         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1221         int             nr_pages;
1222         struct bio      *bio;
1223         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1224         int             size;
1225         int             offset;
1226
1227         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1228
1229         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1230         page_index = 0;
1231         offset = *buf_offset;
1232         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1233                 page_index++;
1234                 offset -= PAGE_SIZE;
1235         }
1236
1237         /*
1238          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1239          * remaining IO count for the next time around.
1240          */
1241         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1242         *count -= size;
1243         *buf_offset += size;
1244
1245 next_chunk:
1246         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1247         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1248         if (nr_pages > total_nr_pages)
1249                 nr_pages = total_nr_pages;
1250
1251         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1252         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1253         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1254         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1255         bio->bi_private = bp;
1256
1257
1258         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1259                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1260
1261                 if (nbytes > size)
1262                         nbytes = size;
1263
1264                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1265                                       offset);
1266                 if (rbytes < nbytes)
1267                         break;
1268
1269                 offset = 0;
1270                 sector += BTOBB(nbytes);
1271                 size -= nbytes;
1272                 total_nr_pages--;
1273         }
1274
1275         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1276                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1277                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1278                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1279                 }
1280                 submit_bio(rw, bio);
1281                 if (size)
1282                         goto next_chunk;
1283         } else {
1284                 /*
1285                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1286                  * because the caller (xfs_buf_iorequest) holds a count itself.
1287                  */
1288                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1289                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1290                 bio_put(bio);
1291         }
1292
1293 }
1294
1295 STATIC void
1296 _xfs_buf_ioapply(
1297         struct xfs_buf  *bp)
1298 {
1299         struct blk_plug plug;
1300         int             rw;
1301         int             offset;
1302         int             size;
1303         int             i;
1304
1305         /*
1306          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1307          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1308          */
1309         bp->b_error = 0;
1310
1311         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1312                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1313                         rw = WRITE_SYNC;
1314                 else
1315                         rw = WRITE;
1316                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1317                         rw |= REQ_FUA;
1318                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1319                         rw |= REQ_FLUSH;
1320
1321                 /*
1322                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1323                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1324                  * the IO should not be dispatched.
1325                  */
1326                 if (bp->b_ops) {
1327                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1328                         if (bp->b_error) {
1329                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1330                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1331                                 return;
1332                         }
1333                 } else if (bp->b_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL) {
1334                         struct xfs_mount *mp = bp->b_target->bt_mount;
1335
1336                         /*
1337                          * non-crc filesystems don't attach verifiers during
1338                          * log recovery, so don't warn for such filesystems.
1339                          */
1340                         if (xfs_sb_version_hascrc(&mp->m_sb)) {
1341                                 xfs_warn(mp,
1342                                         "%s: no ops on block 0x%llx/0x%x",
1343                                         __func__, bp->b_bn, bp->b_length);
1344                                 xfs_hex_dump(bp->b_addr, 64);
1345                                 dump_stack();
1346                         }
1347                 }
1348         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1349                 rw = READA;
1350         } else {
1351                 rw = READ;
1352         }
1353
1354         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1355         rw |= REQ_META;
1356
1357         /*
1358          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1359          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1360          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1361          * subsequent call.
1362          */
1363         offset = bp->b_offset;
1364         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1365         blk_start_plug(&plug);
1366         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1367                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1368                 if (bp->b_error)
1369                         break;
1370                 if (size <= 0)
1371                         break;  /* all done */
1372         }
1373         blk_finish_plug(&plug);
1374 }
1375
1376 void
1377 xfs_buf_iorequest(
1378         xfs_buf_t               *bp)
1379 {
1380         trace_xfs_buf_iorequest(bp, _RET_IP_);
1381
1382         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1383
1384         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1385                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1386         xfs_buf_hold(bp);
1387
1388         /*
1389          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O
1390          * completion callout which happens before we have started
1391          * all the I/O from calling xfs_buf_ioend too early.
1392          */
1393         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1394         _xfs_buf_ioapply(bp);
1395         /*
1396          * If _xfs_buf_ioapply failed, we'll get back here with
1397          * only the reference we took above.  _xfs_buf_ioend will
1398          * drop it to zero, so we'd better not queue it for later,
1399          * or we'll free it before it's done.
1400          */
1401         _xfs_buf_ioend(bp, bp->b_error ? 0 : 1);
1402
1403         xfs_buf_rele(bp);
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Waits for I/O to complete on the buffer supplied.  It returns immediately if
1408  * no I/O is pending or there is already a pending error on the buffer, in which
1409  * case nothing will ever complete.  It returns the I/O error code, if any, or
1410  * 0 if there was no error.
1411  */
1412 int
1413 xfs_buf_iowait(
1414         xfs_buf_t               *bp)
1415 {
1416         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1417
1418         if (!bp->b_error)
1419                 wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1420
1421         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1422         return bp->b_error;
1423 }
1424
1425 xfs_caddr_t
1426 xfs_buf_offset(
1427         xfs_buf_t               *bp,
1428         size_t                  offset)
1429 {
1430         struct page             *page;
1431
1432         if (bp->b_addr)
1433                 return bp->b_addr + offset;
1434
1435         offset += bp->b_offset;
1436         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1437         return (xfs_caddr_t)page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1438 }
1439
1440 /*
1441  *      Move data into or out of a buffer.
1442  */
1443 void
1444 xfs_buf_iomove(
1445         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1446         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1447         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1448         void                    *data,  /* data address                 */
1449         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1450 {
1451         size_t                  bend;
1452
1453         bend = boff + bsize;
1454         while (boff < bend) {
1455                 struct page     *page;
1456                 int             page_index, page_offset, csize;
1457
1458                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1459                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1460                 page = bp->b_pages[page_index];
1461                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1462                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1463
1464                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1465
1466                 switch (mode) {
1467                 case XBRW_ZERO:
1468                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1469                         break;
1470                 case XBRW_READ:
1471                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1472                         break;
1473                 case XBRW_WRITE:
1474                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1475                 }
1476
1477                 boff += csize;
1478                 data += csize;
1479         }
1480 }
1481
1482 /*
1483  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1484  */
1485
1486 /*
1487  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1488  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1489  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1490  */
1491 static enum lru_status
1492 xfs_buftarg_wait_rele(
1493         struct list_head        *item,
1494         spinlock_t              *lru_lock,
1495         void                    *arg)
1496
1497 {
1498         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1499         struct list_head        *dispose = arg;
1500
1501         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1502                 /* need to wait, so skip it this pass */
1503                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1504                 return LRU_SKIP;
1505         }
1506         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1507                 return LRU_SKIP;
1508
1509         /*
1510          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1511          * ignored in xfs_buf_rele().
1512          */
1513         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1514         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1515         list_move(item, dispose);
1516         spin_unlock(&bp->b_lock);
1517         return LRU_REMOVED;
1518 }
1519
1520 void
1521 xfs_wait_buftarg(
1522         struct xfs_buftarg      *btp)
1523 {
1524         LIST_HEAD(dispose);
1525         int loop = 0;
1526
1527         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1528         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1529                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1530                               &dispose, LONG_MAX);
1531
1532                 while (!list_empty(&dispose)) {
1533                         struct xfs_buf *bp;
1534                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1535                         list_del_init(&bp->b_lru);
1536                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1537                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1538 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!\n"
1539 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.",
1540                                         (long long)bp->b_bn);
1541                         }
1542                         xfs_buf_rele(bp);
1543                 }
1544                 if (loop++ != 0)
1545                         delay(100);
1546         }
1547 }
1548
1549 static enum lru_status
1550 xfs_buftarg_isolate(
1551         struct list_head        *item,
1552         spinlock_t              *lru_lock,
1553         void                    *arg)
1554 {
1555         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1556         struct list_head        *dispose = arg;
1557
1558         /*
1559          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1560          * If we fail to get the lock, just skip it.
1561          */
1562         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1563                 return LRU_SKIP;
1564         /*
1565          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1566          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1567          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1568          */
1569         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1570                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1571                 return LRU_ROTATE;
1572         }
1573
1574         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1575         list_move(item, dispose);
1576         spin_unlock(&bp->b_lock);
1577         return LRU_REMOVED;
1578 }
1579
1580 static unsigned long
1581 xfs_buftarg_shrink_scan(
1582         struct shrinker         *shrink,
1583         struct shrink_control   *sc)
1584 {
1585         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1586                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1587         LIST_HEAD(dispose);
1588         unsigned long           freed;
1589         unsigned long           nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1590
1591         freed = list_lru_walk_node(&btp->bt_lru, sc->nid, xfs_buftarg_isolate,
1592                                        &dispose, &nr_to_scan);
1593
1594         while (!list_empty(&dispose)) {
1595                 struct xfs_buf *bp;
1596                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1597                 list_del_init(&bp->b_lru);
1598                 xfs_buf_rele(bp);
1599         }
1600
1601         return freed;
1602 }
1603
1604 static unsigned long
1605 xfs_buftarg_shrink_count(
1606         struct shrinker         *shrink,
1607         struct shrink_control   *sc)
1608 {
1609         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1610                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1611         return list_lru_count_node(&btp->bt_lru, sc->nid);
1612 }
1613
1614 void
1615 xfs_free_buftarg(
1616         struct xfs_mount        *mp,
1617         struct xfs_buftarg      *btp)
1618 {
1619         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1620         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1621
1622         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1623                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1624
1625         kmem_free(btp);
1626 }
1627
1628 int
1629 xfs_setsize_buftarg(
1630         xfs_buftarg_t           *btp,
1631         unsigned int            sectorsize)
1632 {
1633         /* Set up metadata sector size info */
1634         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1635         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1636
1637         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1638                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1639
1640                 bdevname(btp->bt_bdev, name);
1641
1642                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1643                         "Cannot set_blocksize to %u on device %s",
1644                         sectorsize, name);
1645                 return -EINVAL;
1646         }
1647
1648         /* Set up device logical sector size mask */
1649         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1650         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1651
1652         return 0;
1653 }
1654
1655 /*
1656  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1657  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1658  * are being used at this early stage.  Play safe.
1659  */
1660 STATIC int
1661 xfs_setsize_buftarg_early(
1662         xfs_buftarg_t           *btp,
1663         struct block_device     *bdev)
1664 {
1665         return xfs_setsize_buftarg(btp, bdev_logical_block_size(bdev));
1666 }
1667
1668 xfs_buftarg_t *
1669 xfs_alloc_buftarg(
1670         struct xfs_mount        *mp,
1671         struct block_device     *bdev)
1672 {
1673         xfs_buftarg_t           *btp;
1674
1675         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1676
1677         btp->bt_mount = mp;
1678         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1679         btp->bt_bdev = bdev;
1680         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1681         if (!btp->bt_bdi)
1682                 goto error;
1683
1684         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1685                 goto error;
1686
1687         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1688                 goto error;
1689
1690         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1691         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1692         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1693         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1694         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1695         return btp;
1696
1697 error:
1698         kmem_free(btp);
1699         return NULL;
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Add a buffer to the delayed write list.
1704  *
1705  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1706  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1707  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1708  * to the callers.
1709  *
1710  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1711  * been on the buffer list.
1712  */
1713 bool
1714 xfs_buf_delwri_queue(
1715         struct xfs_buf          *bp,
1716         struct list_head        *list)
1717 {
1718         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1719         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1720
1721         /*
1722          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1723          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1724          * case.
1725          */
1726         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1727                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1728                 return false;
1729         }
1730
1731         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1732
1733         /*
1734          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1735          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1736          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1737          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1738          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1739          * which case we need just need to re-add the flag here.
1740          */
1741         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1742         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1743                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1744                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1745         }
1746
1747         return true;
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Compare function is more complex than it needs to be because
1752  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1753  * on 64 bit values
1754  */
1755 static int
1756 xfs_buf_cmp(
1757         void            *priv,
1758         struct list_head *a,
1759         struct list_head *b)
1760 {
1761         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1762         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1763         xfs_daddr_t             diff;
1764
1765         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1766         if (diff < 0)
1767                 return -1;
1768         if (diff > 0)
1769                 return 1;
1770         return 0;
1771 }
1772
1773 static int
1774 __xfs_buf_delwri_submit(
1775         struct list_head        *buffer_list,
1776         struct list_head        *io_list,
1777         bool                    wait)
1778 {
1779         struct blk_plug         plug;
1780         struct xfs_buf          *bp, *n;
1781         int                     pinned = 0;
1782
1783         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1784                 if (!wait) {
1785                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1786                                 pinned++;
1787                                 continue;
1788                         }
1789                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1790                                 continue;
1791                 } else {
1792                         xfs_buf_lock(bp);
1793                 }
1794
1795                 /*
1796                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1797                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1798                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1799                  * reference and remove it from the list here.
1800                  */
1801                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1802                         list_del_init(&bp->b_list);
1803                         xfs_buf_relse(bp);
1804                         continue;
1805                 }
1806
1807                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1808                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1809         }
1810
1811         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1812
1813         blk_start_plug(&plug);
1814         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1815                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC | XBF_WRITE_FAIL);
1816                 bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1817
1818                 if (!wait) {
1819                         bp->b_flags |= XBF_ASYNC;
1820                         list_del_init(&bp->b_list);
1821                 }
1822                 xfs_bdstrat_cb(bp);
1823         }
1824         blk_finish_plug(&plug);
1825
1826         return pinned;
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Write out a buffer list asynchronously.
1831  *
1832  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1833  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1834  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1835  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1836  * function.
1837  */
1838 int
1839 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1840         struct list_head        *buffer_list)
1841 {
1842         LIST_HEAD               (io_list);
1843         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1844 }
1845
1846 /*
1847  * Write out a buffer list synchronously.
1848  *
1849  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1850  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1851  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1852  * functionality.
1853  */
1854 int
1855 xfs_buf_delwri_submit(
1856         struct list_head        *buffer_list)
1857 {
1858         LIST_HEAD               (io_list);
1859         int                     error = 0, error2;
1860         struct xfs_buf          *bp;
1861
1862         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1863
1864         /* Wait for IO to complete. */
1865         while (!list_empty(&io_list)) {
1866                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1867
1868                 list_del_init(&bp->b_list);
1869                 error2 = xfs_buf_iowait(bp);
1870                 xfs_buf_relse(bp);
1871                 if (!error)
1872                         error = error2;
1873         }
1874
1875         return error;
1876 }
1877
1878 int __init
1879 xfs_buf_init(void)
1880 {
1881         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1882                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1883         if (!xfs_buf_zone)
1884                 goto out;
1885
1886         xfslogd_workqueue = alloc_workqueue("xfslogd",
1887                                         WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 1);
1888         if (!xfslogd_workqueue)
1889                 goto out_free_buf_zone;
1890
1891         return 0;
1892
1893  out_free_buf_zone:
1894         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1895  out:
1896         return -ENOMEM;
1897 }
1898
1899 void
1900 xfs_buf_terminate(void)
1901 {
1902         destroy_workqueue(xfslogd_workqueue);
1903         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1904 }