fs/xfs/xfs_buf.c

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