drivers/md/bcache/io.c

   1 /*
   2  * Some low level IO code, and hacks for various block layer limitations
   3  *
   4  * Copyright 2010, 2011 Kent Overstreet <kent.overstreet@gmail.com>
   5  * Copyright 2012 Google, Inc.
   6  */
   7
   8 #include "bcache.h"
   9 #include "bset.h"
  10 #include "debug.h"
  11
  12 static void bch_bi_idx_hack_endio(struct bio *bio, int error,
  13                                   struct batch_complete *batch)
  14 {
  15         struct bio *p = bio->bi_private;
  16
  17         bio_endio(p, error);
  18         bio_put(bio);
  19 }
  20
  21 static void bch_generic_make_request_hack(struct bio *bio)
  22 {
  23         if (bio->bi_idx) {
  24                 struct bio *clone = bio_alloc(GFP_NOIO, bio_segments(bio));
  25
  26                 memcpy(clone->bi_io_vec,
  27                        bio_iovec(bio),
  28                        bio_segments(bio) * sizeof(struct bio_vec));
  29
  30                 clone->bi_sector        = bio->bi_sector;
  31                 clone->bi_bdev          = bio->bi_bdev;
  32                 clone->bi_rw            = bio->bi_rw;
  33                 clone->bi_vcnt          = bio_segments(bio);
  34                 clone->bi_size          = bio->bi_size;
  35
  36                 clone->bi_private       = bio;
  37                 clone->bi_end_io        = bch_bi_idx_hack_endio;
  38
  39                 bio = clone;
  40         }
  41
  42         /*
  43          * Hack, since drivers that clone bios clone up to bi_max_vecs, but our
  44          * bios might have had more than that (before we split them per device
  45          * limitations).
  46          *
  47          * To be taken out once immutable bvec stuff is in.
  48          */
  49         bio->bi_max_vecs = bio->bi_vcnt;
  50
  51         generic_make_request(bio);
  52 }
  53
  54 /**
  55  * bch_bio_split - split a bio
  56  * @bio:        bio to split
  57  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
  58  * @gfp:        gfp mask
  59  * @bs:         bio set to allocate from
  60  *
  61  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
  62  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
  63  *
  64  * If bio_sectors(@bio) was less than or equal to @sectors, returns @bio
  65  * unchanged.
  66  *
  67  * The newly allocated bio will point to @bio's bi_io_vec, if the split was on a
  68  * bvec boundry; it is the caller's responsibility to ensure that @bio is not
  69  * freed before the split.
  70  *
  71  * If bch_bio_split() is running under generic_make_request(), it's not safe to
  72  * allocate more than one bio from the same bio set. Therefore, if it is running
  73  * under generic_make_request() it masks out __GFP_WAIT when doing the
  74  * allocation. The caller must check for failure if there's any possibility of
  75  * it being called from under generic_make_request(); it is then the caller's
  76  * responsibility to retry from a safe context (by e.g. punting to workqueue).
  77  */
  78 struct bio *bch_bio_split(struct bio *bio, int sectors,
  79                           gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
  80 {
  81         unsigned idx = bio->bi_idx, vcnt = 0, nbytes = sectors << 9;
  82         struct bio_vec *bv;
  83         struct bio *ret = NULL;
  84
  85         BUG_ON(sectors <= 0);
  86
  87         /*
  88          * If we're being called from underneath generic_make_request() and we
  89          * already allocated any bios from this bio set, we risk deadlock if we
  90          * use the mempool. So instead, we possibly fail and let the caller punt
  91          * to workqueue or somesuch and retry in a safe context.
  92          */
  93         if (current->bio_list)
  94                 gfp &= ~__GFP_WAIT;
  95
  96         if (sectors >= bio_sectors(bio))
  97                 return bio;
  98
  99         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD) {
 100                 ret = bio_alloc_bioset(gfp, 1, bs);
 101                 idx = 0;
 102                 goto out;
 103         }
 104
 105         bio_for_each_segment(bv, bio, idx) {
 106                 vcnt = idx - bio->bi_idx;
 107
 108                 if (!nbytes) {
 109                         ret = bio_alloc_bioset(gfp, vcnt, bs);
 110                         if (!ret)
 111                                 return NULL;
 112
 113                         memcpy(ret->bi_io_vec, bio_iovec(bio),
 114                                sizeof(struct bio_vec) * vcnt);
 115
 116                         break;
 117                 } else if (nbytes < bv->bv_len) {
 118                         ret = bio_alloc_bioset(gfp, ++vcnt, bs);
 119                         if (!ret)
 120                                 return NULL;
 121
 122                         memcpy(ret->bi_io_vec, bio_iovec(bio),
 123                                sizeof(struct bio_vec) * vcnt);
 124
 125                         ret->bi_io_vec[vcnt - 1].bv_len = nbytes;
 126                         bv->bv_offset   += nbytes;
 127                         bv->bv_len      -= nbytes;
 128                         break;
 129                 }
 130
 131                 nbytes -= bv->bv_len;
 132         }
 133 out:
 134         ret->bi_bdev    = bio->bi_bdev;
 135         ret->bi_sector  = bio->bi_sector;
 136         ret->bi_size    = sectors << 9;
 137         ret->bi_rw      = bio->bi_rw;
 138         ret->bi_vcnt    = vcnt;
 139         ret->bi_max_vecs = vcnt;
 140
 141         bio->bi_sector  += sectors;
 142         bio->bi_size    -= sectors << 9;
 143         bio->bi_idx      = idx;
 144
 145         if (bio_integrity(bio)) {
 146                 if (bio_integrity_clone(ret, bio, gfp)) {
 147                         bio_put(ret);
 148                         return NULL;
 149                 }
 150
 151                 bio_integrity_trim(ret, 0, bio_sectors(ret));
 152                 bio_integrity_trim(bio, bio_sectors(ret), bio_sectors(bio));
 153         }
 154
 155         return ret;
 156 }
 157
 158 static unsigned bch_bio_max_sectors(struct bio *bio)
 159 {
 160         unsigned ret = bio_sectors(bio);
 161         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
 162         unsigned max_segments = min_t(unsigned, BIO_MAX_PAGES,
 163                                       queue_max_segments(q));
 164         struct bio_vec *bv, *end = bio_iovec(bio) +
 165                 min_t(int, bio_segments(bio), max_segments);
 166
 167         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
 168                 return min(ret, q->limits.max_discard_sectors);
 169
 170         if (bio_segments(bio) > max_segments ||
 171             q->merge_bvec_fn) {
 172                 ret = 0;
 173
 174                 for (bv = bio_iovec(bio); bv < end; bv++) {
 175                         struct bvec_merge_data bvm = {
 176                                 .bi_bdev        = bio->bi_bdev,
 177                                 .bi_sector      = bio->bi_sector,
 178                                 .bi_size        = ret << 9,
 179                                 .bi_rw          = bio->bi_rw,
 180                         };
 181
 182                         if (q->merge_bvec_fn &&
 183                             q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bv) < (int) bv->bv_len)
 184                                 break;
 185
 186                         ret += bv->bv_len >> 9;
 187                 }
 188         }
 189
 190         ret = min(ret, queue_max_sectors(q));
 191
 192         WARN_ON(!ret);
 193         ret = max_t(int, ret, bio_iovec(bio)->bv_len >> 9);
 194
 195         return ret;
 196 }
 197
 198 static void bch_bio_submit_split_done(struct closure *cl)
 199 {
 200         struct bio_split_hook *s = container_of(cl, struct bio_split_hook, cl);
 201
 202         s->bio->bi_end_io = s->bi_end_io;
 203         s->bio->bi_private = s->bi_private;
 204         bio_endio(s->bio, 0);
 205
 206         closure_debug_destroy(&s->cl);
 207         mempool_free(s, s->p->bio_split_hook);
 208 }
 209
 210 static void bch_bio_submit_split_endio(struct bio *bio, int error,
 211                                        struct batch_complete *batch)
 212 {
 213         struct closure *cl = bio->bi_private;
 214         struct bio_split_hook *s = container_of(cl, struct bio_split_hook, cl);
 215
 216         if (error)
 217                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &s->bio->bi_flags);
 218
 219         bio_put(bio);
 220         closure_put(cl);
 221 }
 222
 223 static void __bch_bio_submit_split(struct closure *cl)
 224 {
 225         struct bio_split_hook *s = container_of(cl, struct bio_split_hook, cl);
 226         struct bio *bio = s->bio, *n;
 227
 228         do {
 229                 n = bch_bio_split(bio, bch_bio_max_sectors(bio),
 230                                   GFP_NOIO, s->p->bio_split);
 231                 if (!n)
 232                         continue_at(cl, __bch_bio_submit_split, system_wq);
 233
 234                 n->bi_end_io    = bch_bio_submit_split_endio;
 235                 n->bi_private   = cl;
 236
 237                 closure_get(cl);
 238                 bch_generic_make_request_hack(n);
 239         } while (n != bio);
 240
 241         continue_at(cl, bch_bio_submit_split_done, NULL);
 242 }
 243
 244 void bch_generic_make_request(struct bio *bio, struct bio_split_pool *p)
 245 {
 246         struct bio_split_hook *s;
 247
 248         if (!bio_has_data(bio) && !(bio->bi_rw & REQ_DISCARD))
 249                 goto submit;
 250
 251         if (bio_sectors(bio) <= bch_bio_max_sectors(bio))
 252                 goto submit;
 253
 254         s = mempool_alloc(p->bio_split_hook, GFP_NOIO);
 255
 256         s->bio          = bio;
 257         s->p            = p;
 258         s->bi_end_io    = bio->bi_end_io;
 259         s->bi_private   = bio->bi_private;
 260         bio_get(bio);
 261
 262         closure_call(&s->cl, __bch_bio_submit_split, NULL, NULL);
 263         return;
 264 submit:
 265         bch_generic_make_request_hack(bio);
 266 }
 267
 268 /* Bios with headers */
 269
 270 void bch_bbio_free(struct bio *bio, struct cache_set *c)
 271 {
 272         struct bbio *b = container_of(bio, struct bbio, bio);
 273         mempool_free(b, c->bio_meta);
 274 }
 275
 276 struct bio *bch_bbio_alloc(struct cache_set *c)
 277 {
 278         struct bbio *b = mempool_alloc(c->bio_meta, GFP_NOIO);
 279         struct bio *bio = &b->bio;
 280
 281         bio_init(bio);
 282         bio->bi_flags           |= BIO_POOL_NONE << BIO_POOL_OFFSET;
 283         bio->bi_max_vecs         = bucket_pages(c);
 284         bio->bi_io_vec           = bio->bi_inline_vecs;
 285
 286         return bio;
 287 }
 288
 289 void __bch_submit_bbio(struct bio *bio, struct cache_set *c)
 290 {
 291         struct bbio *b = container_of(bio, struct bbio, bio);
 292
 293         bio->bi_sector  = PTR_OFFSET(&b->key, 0);
 294         bio->bi_bdev    = PTR_CACHE(c, &b->key, 0)->bdev;
 295
 296         b->submit_time_us = local_clock_us();
 297         closure_bio_submit(bio, bio->bi_private, PTR_CACHE(c, &b->key, 0));
 298 }
 299
 300 void bch_submit_bbio(struct bio *bio, struct cache_set *c,
 301                      struct bkey *k, unsigned ptr)
 302 {
 303         struct bbio *b = container_of(bio, struct bbio, bio);
 304         bch_bkey_copy_single_ptr(&b->key, k, ptr);
 305         __bch_submit_bbio(bio, c);
 306 }
 307
 308 /* IO errors */
 309
 310 void bch_count_io_errors(struct cache *ca, int error, const char *m)
 311 {
 312         /*
 313          * The halflife of an error is:
 314          * log2(1/2)/log2(127/128) * refresh ~= 88 * refresh
 315          */
 316
 317         if (ca->set->error_decay) {
 318                 unsigned count = atomic_inc_return(&ca->io_count);
 319
 320                 while (count > ca->set->error_decay) {
 321                         unsigned errors;
 322                         unsigned old = count;
 323                         unsigned new = count - ca->set->error_decay;
 324
 325                         /*
 326                          * First we subtract refresh from count; each time we
 327                          * succesfully do so, we rescale the errors once:
 328                          */
 329
 330                         count = atomic_cmpxchg(&ca->io_count, old, new);
 331
 332                         if (count == old) {
 333                                 count = new;
 334
 335                                 errors = atomic_read(&ca->io_errors);
 336                                 do {
 337                                         old = errors;
 338                                         new = ((uint64_t) errors * 127) / 128;
 339                                         errors = atomic_cmpxchg(&ca->io_errors,
 340                                                                 old, new);
 341                                 } while (old != errors);
 342                         }
 343                 }
 344         }
 345
 346         if (error) {
 347                 char buf[BDEVNAME_SIZE];
 348                 unsigned errors = atomic_add_return(1 << IO_ERROR_SHIFT,
 349                                                     &ca->io_errors);
 350                 errors >>= IO_ERROR_SHIFT;
 351
 352                 if (errors < ca->set->error_limit)
 353                         pr_err("%s: IO error on %s, recovering",
 354                                bdevname(ca->bdev, buf), m);
 355                 else
 356                         bch_cache_set_error(ca->set,
 357                                             "%s: too many IO errors %s",
 358                                             bdevname(ca->bdev, buf), m);
 359         }
 360 }
 361
 362 void bch_bbio_count_io_errors(struct cache_set *c, struct bio *bio,
 363                               int error, const char *m)
 364 {
 365         struct bbio *b = container_of(bio, struct bbio, bio);
 366         struct cache *ca = PTR_CACHE(c, &b->key, 0);
 367
 368         unsigned threshold = bio->bi_rw & REQ_WRITE
 369                 ? c->congested_write_threshold_us
 370                 : c->congested_read_threshold_us;
 371
 372         if (threshold) {
 373                 unsigned t = local_clock_us();
 374
 375                 int us = t - b->submit_time_us;
 376                 int congested = atomic_read(&c->congested);
 377
 378                 if (us > (int) threshold) {
 379                         int ms = us / 1024;
 380                         c->congested_last_us = t;
 381
 382                         ms = min(ms, CONGESTED_MAX + congested);
 383                         atomic_sub(ms, &c->congested);
 384                 } else if (congested < 0)
 385                         atomic_inc(&c->congested);
 386         }
 387
 388         bch_count_io_errors(ca, error, m);
 389 }
 390
 391 void bch_bbio_endio(struct cache_set *c, struct bio *bio,
 392                     int error, const char *m)
 393 {
 394         struct closure *cl = bio->bi_private;
 395
 396         bch_bbio_count_io_errors(c, bio, error, m);
 397         bio_put(bio);
 398         closure_put(cl);
 399 }