]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/xfs/xfs_buf.c
ufs_truncate_blocks(): fix the case when size is in the last direct block
[karo-tx-linux.git] / fs / xfs / xfs_buf.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
3  * All Rights Reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
7  * published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
17  */
18 #include "xfs.h"
19 #include <linux/stddef.h>
20 #include <linux/errno.h>
21 #include <linux/gfp.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/bio.h>
26 #include <linux/sysctl.h>
27 #include <linux/proc_fs.h>
28 #include <linux/workqueue.h>
29 #include <linux/percpu.h>
30 #include <linux/blkdev.h>
31 #include <linux/hash.h>
32 #include <linux/kthread.h>
33 #include <linux/migrate.h>
34 #include <linux/backing-dev.h>
35 #include <linux/freezer.h>
36 #include <linux/sched/mm.h>
37
38 #include "xfs_format.h"
39 #include "xfs_log_format.h"
40 #include "xfs_trans_resv.h"
41 #include "xfs_sb.h"
42 #include "xfs_mount.h"
43 #include "xfs_trace.h"
44 #include "xfs_log.h"
45
46 static kmem_zone_t *xfs_buf_zone;
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  * Bump the I/O in flight count on the buftarg if we haven't yet done so for
85  * this buffer. The count is incremented once per buffer (per hold cycle)
86  * because the corresponding decrement is deferred to buffer release. Buffers
87  * can undergo I/O multiple times in a hold-release cycle and per buffer I/O
88  * tracking adds unnecessary overhead. This is used for sychronization purposes
89  * with unmount (see xfs_wait_buftarg()), so all we really need is a count of
90  * in-flight buffers.
91  *
92  * Buffers that are never released (e.g., superblock, iclog buffers) must set
93  * the XBF_NO_IOACCT flag before I/O submission. Otherwise, the buftarg count
94  * never reaches zero and unmount hangs indefinitely.
95  */
96 static inline void
97 xfs_buf_ioacct_inc(
98         struct xfs_buf  *bp)
99 {
100         if (bp->b_flags & (XBF_NO_IOACCT|_XBF_IN_FLIGHT))
101                 return;
102
103         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
104         bp->b_flags |= _XBF_IN_FLIGHT;
105         percpu_counter_inc(&bp->b_target->bt_io_count);
106 }
107
108 /*
109  * Clear the in-flight state on a buffer about to be released to the LRU or
110  * freed and unaccount from the buftarg.
111  */
112 static inline void
113 xfs_buf_ioacct_dec(
114         struct xfs_buf  *bp)
115 {
116         if (!(bp->b_flags & _XBF_IN_FLIGHT))
117                 return;
118
119         bp->b_flags &= ~_XBF_IN_FLIGHT;
120         percpu_counter_dec(&bp->b_target->bt_io_count);
121 }
122
123 /*
124  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
125  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
126  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
127  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
128  *
129  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
130  */
131 void
132 xfs_buf_stale(
133         struct xfs_buf  *bp)
134 {
135         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
136
137         bp->b_flags |= XBF_STALE;
138
139         /*
140          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
141          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
142          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
143          */
144         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
145
146         /*
147          * Once the buffer is marked stale and unlocked, a subsequent lookup
148          * could reset b_flags. There is no guarantee that the buffer is
149          * unaccounted (released to LRU) before that occurs. Drop in-flight
150          * status now to preserve accounting consistency.
151          */
152         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
153
154         spin_lock(&bp->b_lock);
155         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
156         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE) &&
157             (list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)))
158                 atomic_dec(&bp->b_hold);
159
160         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
161         spin_unlock(&bp->b_lock);
162 }
163
164 static int
165 xfs_buf_get_maps(
166         struct xfs_buf          *bp,
167         int                     map_count)
168 {
169         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
170         bp->b_map_count = map_count;
171
172         if (map_count == 1) {
173                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
174                 return 0;
175         }
176
177         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
178                                 KM_NOFS);
179         if (!bp->b_maps)
180                 return -ENOMEM;
181         return 0;
182 }
183
184 /*
185  *      Frees b_pages if it was allocated.
186  */
187 static void
188 xfs_buf_free_maps(
189         struct xfs_buf  *bp)
190 {
191         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
192                 kmem_free(bp->b_maps);
193                 bp->b_maps = NULL;
194         }
195 }
196
197 struct xfs_buf *
198 _xfs_buf_alloc(
199         struct xfs_buftarg      *target,
200         struct xfs_buf_map      *map,
201         int                     nmaps,
202         xfs_buf_flags_t         flags)
203 {
204         struct xfs_buf          *bp;
205         int                     error;
206         int                     i;
207
208         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
209         if (unlikely(!bp))
210                 return NULL;
211
212         /*
213          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
214          * specifically set by later operations on the buffer.
215          */
216         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
217
218         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
219         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
220         init_completion(&bp->b_iowait);
221         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
222         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
223         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
224         spin_lock_init(&bp->b_lock);
225         XB_SET_OWNER(bp);
226         bp->b_target = target;
227         bp->b_flags = flags;
228
229         /*
230          * Set length and io_length to the same value initially.
231          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
232          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
233          */
234         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
235         if (error)  {
236                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
237                 return NULL;
238         }
239
240         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
241         bp->b_length = 0;
242         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
243                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
244                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
245                 bp->b_length += map[i].bm_len;
246         }
247         bp->b_io_length = bp->b_length;
248
249         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
250         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
251
252         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_create);
253         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
254
255         return bp;
256 }
257
258 /*
259  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
260  *      of pages, and point the page buf at it.
261  */
262 STATIC int
263 _xfs_buf_get_pages(
264         xfs_buf_t               *bp,
265         int                     page_count)
266 {
267         /* Make sure that we have a page list */
268         if (bp->b_pages == NULL) {
269                 bp->b_page_count = page_count;
270                 if (page_count <= XB_PAGES) {
271                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
272                 } else {
273                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
274                                                  page_count, KM_NOFS);
275                         if (bp->b_pages == NULL)
276                                 return -ENOMEM;
277                 }
278                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
279         }
280         return 0;
281 }
282
283 /*
284  *      Frees b_pages if it was allocated.
285  */
286 STATIC void
287 _xfs_buf_free_pages(
288         xfs_buf_t       *bp)
289 {
290         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
291                 kmem_free(bp->b_pages);
292                 bp->b_pages = NULL;
293         }
294 }
295
296 /*
297  *      Releases the specified buffer.
298  *
299  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
300  *      The buffer must not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
301  *      hashed and refcounted buffers
302  */
303 void
304 xfs_buf_free(
305         xfs_buf_t               *bp)
306 {
307         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
308
309         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
310
311         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
312                 uint            i;
313
314                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
315                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
316                                         bp->b_page_count);
317
318                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
319                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
320
321                         __free_page(page);
322                 }
323         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
324                 kmem_free(bp->b_addr);
325         _xfs_buf_free_pages(bp);
326         xfs_buf_free_maps(bp);
327         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
328 }
329
330 /*
331  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
332  */
333 STATIC int
334 xfs_buf_allocate_memory(
335         xfs_buf_t               *bp,
336         uint                    flags)
337 {
338         size_t                  size;
339         size_t                  nbytes, offset;
340         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
341         unsigned short          page_count, i;
342         xfs_off_t               start, end;
343         int                     error;
344
345         /*
346          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
347          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
348          * page arrays to keep allocation down to order 0.
349          */
350         size = BBTOB(bp->b_length);
351         if (size < PAGE_SIZE) {
352                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
353                 if (!bp->b_addr) {
354                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
355                         goto use_alloc_page;
356                 }
357
358                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
359                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
360                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
361                         kmem_free(bp->b_addr);
362                         bp->b_addr = NULL;
363                         goto use_alloc_page;
364                 }
365                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
366                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
367                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
368                 bp->b_page_count = 1;
369                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
370                 return 0;
371         }
372
373 use_alloc_page:
374         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
375         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
376                                                                 >> PAGE_SHIFT;
377         page_count = end - start;
378         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
379         if (unlikely(error))
380                 return error;
381
382         offset = bp->b_offset;
383         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
384
385         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
386                 struct page     *page;
387                 uint            retries = 0;
388 retry:
389                 page = alloc_page(gfp_mask);
390                 if (unlikely(page == NULL)) {
391                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
392                                 bp->b_page_count = i;
393                                 error = -ENOMEM;
394                                 goto out_free_pages;
395                         }
396
397                         /*
398                          * This could deadlock.
399                          *
400                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
401                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
402                          */
403                         if (!(++retries % 100))
404                                 xfs_err(NULL,
405                 "%s(%u) possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
406                                         current->comm, current->pid,
407                                         __func__, gfp_mask);
408
409                         XFS_STATS_INC(bp->b_target->bt_mount, xb_page_retries);
410                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
411                         goto retry;
412                 }
413
414                 XFS_STATS_INC(bp->b_target->bt_mount, xb_page_found);
415
416                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
417                 size -= nbytes;
418                 bp->b_pages[i] = page;
419                 offset = 0;
420         }
421         return 0;
422
423 out_free_pages:
424         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
425                 __free_page(bp->b_pages[i]);
426         bp->b_flags &= ~_XBF_PAGES;
427         return error;
428 }
429
430 /*
431  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
432  */
433 STATIC int
434 _xfs_buf_map_pages(
435         xfs_buf_t               *bp,
436         uint                    flags)
437 {
438         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
439         if (bp->b_page_count == 1) {
440                 /* A single page buffer is always mappable */
441                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
442         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
443                 bp->b_addr = NULL;
444         } else {
445                 int retried = 0;
446                 unsigned nofs_flag;
447
448                 /*
449                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
450                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
451                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
452                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOFS to prevent
453                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
454                  * potentially deadlocking.
455                  */
456                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
457                 do {
458                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
459                                                 -1, PAGE_KERNEL);
460                         if (bp->b_addr)
461                                 break;
462                         vm_unmap_aliases();
463                 } while (retried++ <= 1);
464                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
465
466                 if (!bp->b_addr)
467                         return -ENOMEM;
468                 bp->b_addr += bp->b_offset;
469         }
470
471         return 0;
472 }
473
474 /*
475  *      Finding and Reading Buffers
476  */
477 static int
478 _xfs_buf_obj_cmp(
479         struct rhashtable_compare_arg   *arg,
480         const void                      *obj)
481 {
482         const struct xfs_buf_map        *map = arg->key;
483         const struct xfs_buf            *bp = obj;
484
485         /*
486          * The key hashing in the lookup path depends on the key being the
487          * first element of the compare_arg, make sure to assert this.
488          */
489         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct xfs_buf_map, bm_bn) != 0);
490
491         if (bp->b_bn != map->bm_bn)
492                 return 1;
493
494         if (unlikely(bp->b_length != map->bm_len)) {
495                 /*
496                  * found a block number match. If the range doesn't
497                  * match, the only way this is allowed is if the buffer
498                  * in the cache is stale and the transaction that made
499                  * it stale has not yet committed. i.e. we are
500                  * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
501                  * continue searching for an exact match.
502                  */
503                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
504                 return 1;
505         }
506         return 0;
507 }
508
509 static const struct rhashtable_params xfs_buf_hash_params = {
510         .min_size               = 32,   /* empty AGs have minimal footprint */
511         .nelem_hint             = 16,
512         .key_len                = sizeof(xfs_daddr_t),
513         .key_offset             = offsetof(struct xfs_buf, b_bn),
514         .head_offset            = offsetof(struct xfs_buf, b_rhash_head),
515         .automatic_shrinking    = true,
516         .obj_cmpfn              = _xfs_buf_obj_cmp,
517 };
518
519 int
520 xfs_buf_hash_init(
521         struct xfs_perag        *pag)
522 {
523         spin_lock_init(&pag->pag_buf_lock);
524         return rhashtable_init(&pag->pag_buf_hash, &xfs_buf_hash_params);
525 }
526
527 void
528 xfs_buf_hash_destroy(
529         struct xfs_perag        *pag)
530 {
531         rhashtable_destroy(&pag->pag_buf_hash);
532 }
533
534 /*
535  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
536  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
537  *      locked. No I/O is implied by this call.
538  */
539 xfs_buf_t *
540 _xfs_buf_find(
541         struct xfs_buftarg      *btp,
542         struct xfs_buf_map      *map,
543         int                     nmaps,
544         xfs_buf_flags_t         flags,
545         xfs_buf_t               *new_bp)
546 {
547         struct xfs_perag        *pag;
548         xfs_buf_t               *bp;
549         struct xfs_buf_map      cmap = { .bm_bn = map[0].bm_bn };
550         xfs_daddr_t             eofs;
551         int                     i;
552
553         for (i = 0; i < nmaps; i++)
554                 cmap.bm_len += map[i].bm_len;
555
556         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
557         ASSERT(!(BBTOB(cmap.bm_len) < btp->bt_meta_sectorsize));
558         ASSERT(!(BBTOB(cmap.bm_bn) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
559
560         /*
561          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
562          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
563          */
564         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
565         if (cmap.bm_bn < 0 || cmap.bm_bn >= eofs) {
566                 /*
567                  * XXX (dgc): we should really be returning -EFSCORRUPTED here,
568                  * but none of the higher level infrastructure supports
569                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
570                  */
571                 xfs_alert(btp->bt_mount,
572                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
573                           __func__, cmap.bm_bn, eofs);
574                 WARN_ON(1);
575                 return NULL;
576         }
577
578         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
579                             xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, cmap.bm_bn));
580
581         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
582         bp = rhashtable_lookup_fast(&pag->pag_buf_hash, &cmap,
583                                     xfs_buf_hash_params);
584         if (bp) {
585                 atomic_inc(&bp->b_hold);
586                 goto found;
587         }
588
589         /* No match found */
590         if (new_bp) {
591                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
592                 new_bp->b_pag = pag;
593                 rhashtable_insert_fast(&pag->pag_buf_hash,
594                                        &new_bp->b_rhash_head,
595                                        xfs_buf_hash_params);
596                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
597         } else {
598                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_miss_locked);
599                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
600                 xfs_perag_put(pag);
601         }
602         return new_bp;
603
604 found:
605         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
606         xfs_perag_put(pag);
607
608         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
609                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
610                         xfs_buf_rele(bp);
611                         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_busy_locked);
612                         return NULL;
613                 }
614                 xfs_buf_lock(bp);
615                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked_waited);
616         }
617
618         /*
619          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
620          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
621          * intact here.
622          */
623         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
624                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
625                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
626                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
627                 bp->b_ops = NULL;
628         }
629
630         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
631         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked);
632         return bp;
633 }
634
635 /*
636  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
637  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
638  * more hits than misses.
639  */
640 struct xfs_buf *
641 xfs_buf_get_map(
642         struct xfs_buftarg      *target,
643         struct xfs_buf_map      *map,
644         int                     nmaps,
645         xfs_buf_flags_t         flags)
646 {
647         struct xfs_buf          *bp;
648         struct xfs_buf          *new_bp;
649         int                     error = 0;
650
651         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
652         if (likely(bp))
653                 goto found;
654
655         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
656         if (unlikely(!new_bp))
657                 return NULL;
658
659         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
660         if (error) {
661                 xfs_buf_free(new_bp);
662                 return NULL;
663         }
664
665         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
666         if (!bp) {
667                 xfs_buf_free(new_bp);
668                 return NULL;
669         }
670
671         if (bp != new_bp)
672                 xfs_buf_free(new_bp);
673
674 found:
675         if (!bp->b_addr) {
676                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
677                 if (unlikely(error)) {
678                         xfs_warn(target->bt_mount,
679                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
680                         xfs_buf_relse(bp);
681                         return NULL;
682                 }
683         }
684
685         /*
686          * Clear b_error if this is a lookup from a caller that doesn't expect
687          * valid data to be found in the buffer.
688          */
689         if (!(flags & XBF_READ))
690                 xfs_buf_ioerror(bp, 0);
691
692         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get);
693         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
694         return bp;
695 }
696
697 STATIC int
698 _xfs_buf_read(
699         xfs_buf_t               *bp,
700         xfs_buf_flags_t         flags)
701 {
702         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
703         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
704
705         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
706         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
707
708         if (flags & XBF_ASYNC) {
709                 xfs_buf_submit(bp);
710                 return 0;
711         }
712         return xfs_buf_submit_wait(bp);
713 }
714
715 xfs_buf_t *
716 xfs_buf_read_map(
717         struct xfs_buftarg      *target,
718         struct xfs_buf_map      *map,
719         int                     nmaps,
720         xfs_buf_flags_t         flags,
721         const struct xfs_buf_ops *ops)
722 {
723         struct xfs_buf          *bp;
724
725         flags |= XBF_READ;
726
727         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
728         if (bp) {
729                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
730
731                 if (!(bp->b_flags & XBF_DONE)) {
732                         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get_read);
733                         bp->b_ops = ops;
734                         _xfs_buf_read(bp, flags);
735                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
736                         /*
737                          * Read ahead call which is already satisfied,
738                          * drop the buffer
739                          */
740                         xfs_buf_relse(bp);
741                         return NULL;
742                 } else {
743                         /* We do not want read in the flags */
744                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
745                 }
746         }
747
748         return bp;
749 }
750
751 /*
752  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
753  *      safe manner.
754  */
755 void
756 xfs_buf_readahead_map(
757         struct xfs_buftarg      *target,
758         struct xfs_buf_map      *map,
759         int                     nmaps,
760         const struct xfs_buf_ops *ops)
761 {
762         if (bdi_read_congested(target->bt_bdev->bd_bdi))
763                 return;
764
765         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
766                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
767 }
768
769 /*
770  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
771  * buffer containing the disk contents or nothing.
772  */
773 int
774 xfs_buf_read_uncached(
775         struct xfs_buftarg      *target,
776         xfs_daddr_t             daddr,
777         size_t                  numblks,
778         int                     flags,
779         struct xfs_buf          **bpp,
780         const struct xfs_buf_ops *ops)
781 {
782         struct xfs_buf          *bp;
783
784         *bpp = NULL;
785
786         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
787         if (!bp)
788                 return -ENOMEM;
789
790         /* set up the buffer for a read IO */
791         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
792         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;  /* always null for uncached buffers */
793         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
794         bp->b_flags |= XBF_READ;
795         bp->b_ops = ops;
796
797         xfs_buf_submit_wait(bp);
798         if (bp->b_error) {
799                 int     error = bp->b_error;
800                 xfs_buf_relse(bp);
801                 return error;
802         }
803
804         *bpp = bp;
805         return 0;
806 }
807
808 /*
809  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
810  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
811  */
812 void
813 xfs_buf_set_empty(
814         struct xfs_buf          *bp,
815         size_t                  numblks)
816 {
817         if (bp->b_pages)
818                 _xfs_buf_free_pages(bp);
819
820         bp->b_pages = NULL;
821         bp->b_page_count = 0;
822         bp->b_addr = NULL;
823         bp->b_length = numblks;
824         bp->b_io_length = numblks;
825
826         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
827         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
828         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
829         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
830 }
831
832 static inline struct page *
833 mem_to_page(
834         void                    *addr)
835 {
836         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
837                 return virt_to_page(addr);
838         } else {
839                 return vmalloc_to_page(addr);
840         }
841 }
842
843 int
844 xfs_buf_associate_memory(
845         xfs_buf_t               *bp,
846         void                    *mem,
847         size_t                  len)
848 {
849         int                     rval;
850         int                     i = 0;
851         unsigned long           pageaddr;
852         unsigned long           offset;
853         size_t                  buflen;
854         int                     page_count;
855
856         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
857         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
858         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
859         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
860
861         /* Free any previous set of page pointers */
862         if (bp->b_pages)
863                 _xfs_buf_free_pages(bp);
864
865         bp->b_pages = NULL;
866         bp->b_addr = mem;
867
868         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
869         if (rval)
870                 return rval;
871
872         bp->b_offset = offset;
873
874         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
875                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
876                 pageaddr += PAGE_SIZE;
877         }
878
879         bp->b_io_length = BTOBB(len);
880         bp->b_length = BTOBB(buflen);
881
882         return 0;
883 }
884
885 xfs_buf_t *
886 xfs_buf_get_uncached(
887         struct xfs_buftarg      *target,
888         size_t                  numblks,
889         int                     flags)
890 {
891         unsigned long           page_count;
892         int                     error, i;
893         struct xfs_buf          *bp;
894         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
895
896         /* flags might contain irrelevant bits, pass only what we care about */
897         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, flags & XBF_NO_IOACCT);
898         if (unlikely(bp == NULL))
899                 goto fail;
900
901         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
902         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
903         if (error)
904                 goto fail_free_buf;
905
906         for (i = 0; i < page_count; i++) {
907                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
908                 if (!bp->b_pages[i])
909                         goto fail_free_mem;
910         }
911         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
912
913         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
914         if (unlikely(error)) {
915                 xfs_warn(target->bt_mount,
916                         "%s: failed to map pages", __func__);
917                 goto fail_free_mem;
918         }
919
920         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
921         return bp;
922
923  fail_free_mem:
924         while (--i >= 0)
925                 __free_page(bp->b_pages[i]);
926         _xfs_buf_free_pages(bp);
927  fail_free_buf:
928         xfs_buf_free_maps(bp);
929         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
930  fail:
931         return NULL;
932 }
933
934 /*
935  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
936  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
937  *      Must hold the buffer already to call this function.
938  */
939 void
940 xfs_buf_hold(
941         xfs_buf_t               *bp)
942 {
943         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
944         atomic_inc(&bp->b_hold);
945 }
946
947 /*
948  * Release a hold on the specified buffer. If the hold count is 1, the buffer is
949  * placed on LRU or freed (depending on b_lru_ref).
950  */
951 void
952 xfs_buf_rele(
953         xfs_buf_t               *bp)
954 {
955         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
956         bool                    release;
957         bool                    freebuf = false;
958
959         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
960
961         if (!pag) {
962                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
963                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold)) {
964                         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
965                         xfs_buf_free(bp);
966                 }
967                 return;
968         }
969
970         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
971
972         release = atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock);
973         spin_lock(&bp->b_lock);
974         if (!release) {
975                 /*
976                  * Drop the in-flight state if the buffer is already on the LRU
977                  * and it holds the only reference. This is racy because we
978                  * haven't acquired the pag lock, but the use of _XBF_IN_FLIGHT
979                  * ensures the decrement occurs only once per-buf.
980                  */
981                 if ((atomic_read(&bp->b_hold) == 1) && !list_empty(&bp->b_lru))
982                         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
983                 goto out_unlock;
984         }
985
986         /* the last reference has been dropped ... */
987         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
988         if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
989                 /*
990                  * If the buffer is added to the LRU take a new reference to the
991                  * buffer for the LRU and clear the (now stale) dispose list
992                  * state flag
993                  */
994                 if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
995                         bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
996                         atomic_inc(&bp->b_hold);
997                 }
998                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
999         } else {
1000                 /*
1001                  * most of the time buffers will already be removed from the
1002                  * LRU, so optimise that case by checking for the
1003                  * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the buffer
1004                  * was on was the disposal list
1005                  */
1006                 if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
1007                         list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
1008                 } else {
1009                         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
1010                 }
1011
1012                 ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1013                 rhashtable_remove_fast(&pag->pag_buf_hash, &bp->b_rhash_head,
1014                                        xfs_buf_hash_params);
1015                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
1016                 xfs_perag_put(pag);
1017                 freebuf = true;
1018         }
1019
1020 out_unlock:
1021         spin_unlock(&bp->b_lock);
1022
1023         if (freebuf)
1024                 xfs_buf_free(bp);
1025 }
1026
1027
1028 /*
1029  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
1030  *
1031  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
1032  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
1033  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
1034  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
1035  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
1036  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
1037  *      to push on stale inode buffers.
1038  */
1039 int
1040 xfs_buf_trylock(
1041         struct xfs_buf          *bp)
1042 {
1043         int                     locked;
1044
1045         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
1046         if (locked) {
1047                 XB_SET_OWNER(bp);
1048                 trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
1049         } else {
1050                 trace_xfs_buf_trylock_fail(bp, _RET_IP_);
1051         }
1052         return locked;
1053 }
1054
1055 /*
1056  *      Lock a buffer object.
1057  *
1058  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
1059  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
1060  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
1061  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
1062  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
1063  */
1064 void
1065 xfs_buf_lock(
1066         struct xfs_buf          *bp)
1067 {
1068         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
1069
1070         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
1071                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
1072         down(&bp->b_sema);
1073         XB_SET_OWNER(bp);
1074
1075         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
1076 }
1077
1078 void
1079 xfs_buf_unlock(
1080         struct xfs_buf          *bp)
1081 {
1082         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1083
1084         XB_CLEAR_OWNER(bp);
1085         up(&bp->b_sema);
1086
1087         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
1088 }
1089
1090 STATIC void
1091 xfs_buf_wait_unpin(
1092         xfs_buf_t               *bp)
1093 {
1094         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
1095
1096         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1097                 return;
1098
1099         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1100         for (;;) {
1101                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1102                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1103                         break;
1104                 io_schedule();
1105         }
1106         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1107         set_current_state(TASK_RUNNING);
1108 }
1109
1110 /*
1111  *      Buffer Utility Routines
1112  */
1113
1114 void
1115 xfs_buf_ioend(
1116         struct xfs_buf  *bp)
1117 {
1118         bool            read = bp->b_flags & XBF_READ;
1119
1120         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1121
1122         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1123
1124         /*
1125          * Pull in IO completion errors now. We are guaranteed to be running
1126          * single threaded, so we don't need the lock to read b_io_error.
1127          */
1128         if (!bp->b_error && bp->b_io_error)
1129                 xfs_buf_ioerror(bp, bp->b_io_error);
1130
1131         /* Only validate buffers that were read without errors */
1132         if (read && !bp->b_error && bp->b_ops) {
1133                 ASSERT(!bp->b_iodone);
1134                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1135         }
1136
1137         if (!bp->b_error)
1138                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1139
1140         if (bp->b_iodone)
1141                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1142         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1143                 xfs_buf_relse(bp);
1144         else
1145                 complete(&bp->b_iowait);
1146 }
1147
1148 static void
1149 xfs_buf_ioend_work(
1150         struct work_struct      *work)
1151 {
1152         struct xfs_buf          *bp =
1153                 container_of(work, xfs_buf_t, b_ioend_work);
1154
1155         xfs_buf_ioend(bp);
1156 }
1157
1158 static void
1159 xfs_buf_ioend_async(
1160         struct xfs_buf  *bp)
1161 {
1162         INIT_WORK(&bp->b_ioend_work, xfs_buf_ioend_work);
1163         queue_work(bp->b_ioend_wq, &bp->b_ioend_work);
1164 }
1165
1166 void
1167 xfs_buf_ioerror(
1168         xfs_buf_t               *bp,
1169         int                     error)
1170 {
1171         ASSERT(error <= 0 && error >= -1000);
1172         bp->b_error = error;
1173         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1174 }
1175
1176 void
1177 xfs_buf_ioerror_alert(
1178         struct xfs_buf          *bp,
1179         const char              *func)
1180 {
1181         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1182 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1183                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, -bp->b_error, bp->b_length);
1184 }
1185
1186 int
1187 xfs_bwrite(
1188         struct xfs_buf          *bp)
1189 {
1190         int                     error;
1191
1192         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1193
1194         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1195         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q |
1196                          XBF_WRITE_FAIL | XBF_DONE);
1197
1198         error = xfs_buf_submit_wait(bp);
1199         if (error) {
1200                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1201                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1202         }
1203         return error;
1204 }
1205
1206 static void
1207 xfs_buf_bio_end_io(
1208         struct bio              *bio)
1209 {
1210         struct xfs_buf          *bp = (struct xfs_buf *)bio->bi_private;
1211
1212         /*
1213          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1214          * buffers that require multiple bios to complete.
1215          */
1216         if (bio->bi_error)
1217                 cmpxchg(&bp->b_io_error, 0, bio->bi_error);
1218
1219         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1220                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1221
1222         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1223                 xfs_buf_ioend_async(bp);
1224         bio_put(bio);
1225 }
1226
1227 static void
1228 xfs_buf_ioapply_map(
1229         struct xfs_buf  *bp,
1230         int             map,
1231         int             *buf_offset,
1232         int             *count,
1233         int             op,
1234         int             op_flags)
1235 {
1236         int             page_index;
1237         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1238         int             nr_pages;
1239         struct bio      *bio;
1240         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1241         int             size;
1242         int             offset;
1243
1244         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1245
1246         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1247         page_index = 0;
1248         offset = *buf_offset;
1249         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1250                 page_index++;
1251                 offset -= PAGE_SIZE;
1252         }
1253
1254         /*
1255          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1256          * remaining IO count for the next time around.
1257          */
1258         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1259         *count -= size;
1260         *buf_offset += size;
1261
1262 next_chunk:
1263         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1264         nr_pages = min(total_nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
1265
1266         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1267         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1268         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1269         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1270         bio->bi_private = bp;
1271         bio_set_op_attrs(bio, op, op_flags);
1272
1273         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1274                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1275
1276                 if (nbytes > size)
1277                         nbytes = size;
1278
1279                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1280                                       offset);
1281                 if (rbytes < nbytes)
1282                         break;
1283
1284                 offset = 0;
1285                 sector += BTOBB(nbytes);
1286                 size -= nbytes;
1287                 total_nr_pages--;
1288         }
1289
1290         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1291                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1292                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1293                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1294                 }
1295                 submit_bio(bio);
1296                 if (size)
1297                         goto next_chunk;
1298         } else {
1299                 /*
1300                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1301                  * because the caller (xfs_buf_submit) holds a count itself.
1302                  */
1303                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1304                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1305                 bio_put(bio);
1306         }
1307
1308 }
1309
1310 STATIC void
1311 _xfs_buf_ioapply(
1312         struct xfs_buf  *bp)
1313 {
1314         struct blk_plug plug;
1315         int             op;
1316         int             op_flags = 0;
1317         int             offset;
1318         int             size;
1319         int             i;
1320
1321         /*
1322          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1323          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1324          */
1325         bp->b_error = 0;
1326
1327         /*
1328          * Initialize the I/O completion workqueue if we haven't yet or the
1329          * submitter has not opted to specify a custom one.
1330          */
1331         if (!bp->b_ioend_wq)
1332                 bp->b_ioend_wq = bp->b_target->bt_mount->m_buf_workqueue;
1333
1334         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1335                 op = REQ_OP_WRITE;
1336                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1337                         op_flags = REQ_SYNC;
1338                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1339                         op_flags |= REQ_FUA;
1340                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1341                         op_flags |= REQ_PREFLUSH;
1342
1343                 /*
1344                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1345                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1346                  * the IO should not be dispatched.
1347                  */
1348                 if (bp->b_ops) {
1349                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1350                         if (bp->b_error) {
1351                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1352                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1353                                 return;
1354                         }
1355                 } else if (bp->b_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL) {
1356                         struct xfs_mount *mp = bp->b_target->bt_mount;
1357
1358                         /*
1359                          * non-crc filesystems don't attach verifiers during
1360                          * log recovery, so don't warn for such filesystems.
1361                          */
1362                         if (xfs_sb_version_hascrc(&mp->m_sb)) {
1363                                 xfs_warn(mp,
1364                                         "%s: no ops on block 0x%llx/0x%x",
1365                                         __func__, bp->b_bn, bp->b_length);
1366                                 xfs_hex_dump(bp->b_addr, 64);
1367                                 dump_stack();
1368                         }
1369                 }
1370         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1371                 op = REQ_OP_READ;
1372                 op_flags = REQ_RAHEAD;
1373         } else {
1374                 op = REQ_OP_READ;
1375         }
1376
1377         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1378         op_flags |= REQ_META;
1379
1380         /*
1381          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1382          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1383          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1384          * subsequent call.
1385          */
1386         offset = bp->b_offset;
1387         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1388         blk_start_plug(&plug);
1389         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1390                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, op, op_flags);
1391                 if (bp->b_error)
1392                         break;
1393                 if (size <= 0)
1394                         break;  /* all done */
1395         }
1396         blk_finish_plug(&plug);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Asynchronous IO submission path. This transfers the buffer lock ownership and
1401  * the current reference to the IO. It is not safe to reference the buffer after
1402  * a call to this function unless the caller holds an additional reference
1403  * itself.
1404  */
1405 void
1406 xfs_buf_submit(
1407         struct xfs_buf  *bp)
1408 {
1409         trace_xfs_buf_submit(bp, _RET_IP_);
1410
1411         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1412         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
1413
1414         /* on shutdown we stale and complete the buffer immediately */
1415         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1416                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1417                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1418                 xfs_buf_stale(bp);
1419                 xfs_buf_ioend(bp);
1420                 return;
1421         }
1422
1423         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1424                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1425
1426         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1427         bp->b_io_error = 0;
1428
1429         /*
1430          * The caller's reference is released during I/O completion.
1431          * This occurs some time after the last b_io_remaining reference is
1432          * released, so after we drop our Io reference we have to have some
1433          * other reference to ensure the buffer doesn't go away from underneath
1434          * us. Take a direct reference to ensure we have safe access to the
1435          * buffer until we are finished with it.
1436          */
1437         xfs_buf_hold(bp);
1438
1439         /*
1440          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1441          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1442          * xfs_buf_ioend too early.
1443          */
1444         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1445         xfs_buf_ioacct_inc(bp);
1446         _xfs_buf_ioapply(bp);
1447
1448         /*
1449          * If _xfs_buf_ioapply failed, we can get back here with only the IO
1450          * reference we took above. If we drop it to zero, run completion so
1451          * that we don't return to the caller with completion still pending.
1452          */
1453         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1) {
1454                 if (bp->b_error)
1455                         xfs_buf_ioend(bp);
1456                 else
1457                         xfs_buf_ioend_async(bp);
1458         }
1459
1460         xfs_buf_rele(bp);
1461         /* Note: it is not safe to reference bp now we've dropped our ref */
1462 }
1463
1464 /*
1465  * Synchronous buffer IO submission path, read or write.
1466  */
1467 int
1468 xfs_buf_submit_wait(
1469         struct xfs_buf  *bp)
1470 {
1471         int             error;
1472
1473         trace_xfs_buf_submit_wait(bp, _RET_IP_);
1474
1475         ASSERT(!(bp->b_flags & (_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC)));
1476
1477         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1478                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1479                 xfs_buf_stale(bp);
1480                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1481                 return -EIO;
1482         }
1483
1484         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1485                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1486
1487         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1488         bp->b_io_error = 0;
1489
1490         /*
1491          * For synchronous IO, the IO does not inherit the submitters reference
1492          * count, nor the buffer lock. Hence we cannot release the reference we
1493          * are about to take until we've waited for all IO completion to occur,
1494          * including any xfs_buf_ioend_async() work that may be pending.
1495          */
1496         xfs_buf_hold(bp);
1497
1498         /*
1499          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1500          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1501          * xfs_buf_ioend too early.
1502          */
1503         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1504         _xfs_buf_ioapply(bp);
1505
1506         /*
1507          * make sure we run completion synchronously if it raced with us and is
1508          * already complete.
1509          */
1510         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1511                 xfs_buf_ioend(bp);
1512
1513         /* wait for completion before gathering the error from the buffer */
1514         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1515         wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1516         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1517         error = bp->b_error;
1518
1519         /*
1520          * all done now, we can release the hold that keeps the buffer
1521          * referenced for the entire IO.
1522          */
1523         xfs_buf_rele(bp);
1524         return error;
1525 }
1526
1527 void *
1528 xfs_buf_offset(
1529         struct xfs_buf          *bp,
1530         size_t                  offset)
1531 {
1532         struct page             *page;
1533
1534         if (bp->b_addr)
1535                 return bp->b_addr + offset;
1536
1537         offset += bp->b_offset;
1538         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1539         return page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1540 }
1541
1542 /*
1543  *      Move data into or out of a buffer.
1544  */
1545 void
1546 xfs_buf_iomove(
1547         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1548         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1549         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1550         void                    *data,  /* data address                 */
1551         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1552 {
1553         size_t                  bend;
1554
1555         bend = boff + bsize;
1556         while (boff < bend) {
1557                 struct page     *page;
1558                 int             page_index, page_offset, csize;
1559
1560                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1561                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1562                 page = bp->b_pages[page_index];
1563                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1564                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1565
1566                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1567
1568                 switch (mode) {
1569                 case XBRW_ZERO:
1570                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1571                         break;
1572                 case XBRW_READ:
1573                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1574                         break;
1575                 case XBRW_WRITE:
1576                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1577                 }
1578
1579                 boff += csize;
1580                 data += csize;
1581         }
1582 }
1583
1584 /*
1585  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1586  */
1587
1588 /*
1589  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1590  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1591  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1592  */
1593 static enum lru_status
1594 xfs_buftarg_wait_rele(
1595         struct list_head        *item,
1596         struct list_lru_one     *lru,
1597         spinlock_t              *lru_lock,
1598         void                    *arg)
1599
1600 {
1601         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1602         struct list_head        *dispose = arg;
1603
1604         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1605                 /* need to wait, so skip it this pass */
1606                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1607                 return LRU_SKIP;
1608         }
1609         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1610                 return LRU_SKIP;
1611
1612         /*
1613          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1614          * ignored in xfs_buf_rele().
1615          */
1616         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1617         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1618         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1619         spin_unlock(&bp->b_lock);
1620         return LRU_REMOVED;
1621 }
1622
1623 void
1624 xfs_wait_buftarg(
1625         struct xfs_buftarg      *btp)
1626 {
1627         LIST_HEAD(dispose);
1628         int loop = 0;
1629
1630         /*
1631          * First wait on the buftarg I/O count for all in-flight buffers to be
1632          * released. This is critical as new buffers do not make the LRU until
1633          * they are released.
1634          *
1635          * Next, flush the buffer workqueue to ensure all completion processing
1636          * has finished. Just waiting on buffer locks is not sufficient for
1637          * async IO as the reference count held over IO is not released until
1638          * after the buffer lock is dropped. Hence we need to ensure here that
1639          * all reference counts have been dropped before we start walking the
1640          * LRU list.
1641          */
1642         while (percpu_counter_sum(&btp->bt_io_count))
1643                 delay(100);
1644         flush_workqueue(btp->bt_mount->m_buf_workqueue);
1645
1646         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1647         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1648                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1649                               &dispose, LONG_MAX);
1650
1651                 while (!list_empty(&dispose)) {
1652                         struct xfs_buf *bp;
1653                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1654                         list_del_init(&bp->b_lru);
1655                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1656                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1657 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!",
1658                                         (long long)bp->b_bn);
1659                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1660 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.");
1661                         }
1662                         xfs_buf_rele(bp);
1663                 }
1664                 if (loop++ != 0)
1665                         delay(100);
1666         }
1667 }
1668
1669 static enum lru_status
1670 xfs_buftarg_isolate(
1671         struct list_head        *item,
1672         struct list_lru_one     *lru,
1673         spinlock_t              *lru_lock,
1674         void                    *arg)
1675 {
1676         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1677         struct list_head        *dispose = arg;
1678
1679         /*
1680          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1681          * If we fail to get the lock, just skip it.
1682          */
1683         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1684                 return LRU_SKIP;
1685         /*
1686          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1687          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1688          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1689          */
1690         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1691                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1692                 return LRU_ROTATE;
1693         }
1694
1695         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1696         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1697         spin_unlock(&bp->b_lock);
1698         return LRU_REMOVED;
1699 }
1700
1701 static unsigned long
1702 xfs_buftarg_shrink_scan(
1703         struct shrinker         *shrink,
1704         struct shrink_control   *sc)
1705 {
1706         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1707                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1708         LIST_HEAD(dispose);
1709         unsigned long           freed;
1710
1711         freed = list_lru_shrink_walk(&btp->bt_lru, sc,
1712                                      xfs_buftarg_isolate, &dispose);
1713
1714         while (!list_empty(&dispose)) {
1715                 struct xfs_buf *bp;
1716                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1717                 list_del_init(&bp->b_lru);
1718                 xfs_buf_rele(bp);
1719         }
1720
1721         return freed;
1722 }
1723
1724 static unsigned long
1725 xfs_buftarg_shrink_count(
1726         struct shrinker         *shrink,
1727         struct shrink_control   *sc)
1728 {
1729         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1730                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1731         return list_lru_shrink_count(&btp->bt_lru, sc);
1732 }
1733
1734 void
1735 xfs_free_buftarg(
1736         struct xfs_mount        *mp,
1737         struct xfs_buftarg      *btp)
1738 {
1739         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1740         ASSERT(percpu_counter_sum(&btp->bt_io_count) == 0);
1741         percpu_counter_destroy(&btp->bt_io_count);
1742         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1743
1744         xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1745
1746         kmem_free(btp);
1747 }
1748
1749 int
1750 xfs_setsize_buftarg(
1751         xfs_buftarg_t           *btp,
1752         unsigned int            sectorsize)
1753 {
1754         /* Set up metadata sector size info */
1755         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1756         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1757
1758         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1759                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1760                         "Cannot set_blocksize to %u on device %pg",
1761                         sectorsize, btp->bt_bdev);
1762                 return -EINVAL;
1763         }
1764
1765         /* Set up device logical sector size mask */
1766         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1767         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1768
1769         return 0;
1770 }
1771
1772 /*
1773  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1774  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1775  * are being used at this early stage.  Play safe.
1776  */
1777 STATIC int
1778 xfs_setsize_buftarg_early(
1779         xfs_buftarg_t           *btp,
1780         struct block_device     *bdev)
1781 {
1782         return xfs_setsize_buftarg(btp, bdev_logical_block_size(bdev));
1783 }
1784
1785 xfs_buftarg_t *
1786 xfs_alloc_buftarg(
1787         struct xfs_mount        *mp,
1788         struct block_device     *bdev)
1789 {
1790         xfs_buftarg_t           *btp;
1791
1792         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1793
1794         btp->bt_mount = mp;
1795         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1796         btp->bt_bdev = bdev;
1797
1798         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1799                 goto error;
1800
1801         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1802                 goto error;
1803
1804         if (percpu_counter_init(&btp->bt_io_count, 0, GFP_KERNEL))
1805                 goto error;
1806
1807         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1808         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1809         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1810         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1811         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1812         return btp;
1813
1814 error:
1815         kmem_free(btp);
1816         return NULL;
1817 }
1818
1819 /*
1820  * Cancel a delayed write list.
1821  *
1822  * Remove each buffer from the list, clear the delwri queue flag and drop the
1823  * associated buffer reference.
1824  */
1825 void
1826 xfs_buf_delwri_cancel(
1827         struct list_head        *list)
1828 {
1829         struct xfs_buf          *bp;
1830
1831         while (!list_empty(list)) {
1832                 bp = list_first_entry(list, struct xfs_buf, b_list);
1833
1834                 xfs_buf_lock(bp);
1835                 bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
1836                 list_del_init(&bp->b_list);
1837                 xfs_buf_relse(bp);
1838         }
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Add a buffer to the delayed write list.
1843  *
1844  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1845  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1846  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1847  * to the callers.
1848  *
1849  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1850  * been on the buffer list.
1851  */
1852 bool
1853 xfs_buf_delwri_queue(
1854         struct xfs_buf          *bp,
1855         struct list_head        *list)
1856 {
1857         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1858         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1859
1860         /*
1861          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1862          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1863          * case.
1864          */
1865         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1866                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1867                 return false;
1868         }
1869
1870         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1871
1872         /*
1873          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1874          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1875          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1876          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1877          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1878          * which case we need just need to re-add the flag here.
1879          */
1880         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1881         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1882                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1883                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1884         }
1885
1886         return true;
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Compare function is more complex than it needs to be because
1891  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1892  * on 64 bit values
1893  */
1894 static int
1895 xfs_buf_cmp(
1896         void            *priv,
1897         struct list_head *a,
1898         struct list_head *b)
1899 {
1900         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1901         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1902         xfs_daddr_t             diff;
1903
1904         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1905         if (diff < 0)
1906                 return -1;
1907         if (diff > 0)
1908                 return 1;
1909         return 0;
1910 }
1911
1912 /*
1913  * submit buffers for write.
1914  *
1915  * When we have a large buffer list, we do not want to hold all the buffers
1916  * locked while we block on the request queue waiting for IO dispatch. To avoid
1917  * this problem, we lock and submit buffers in groups of 50, thereby minimising
1918  * the lock hold times for lists which may contain thousands of objects.
1919  *
1920  * To do this, we sort the buffer list before we walk the list to lock and
1921  * submit buffers, and we plug and unplug around each group of buffers we
1922  * submit.
1923  */
1924 static int
1925 xfs_buf_delwri_submit_buffers(
1926         struct list_head        *buffer_list,
1927         struct list_head        *wait_list)
1928 {
1929         struct xfs_buf          *bp, *n;
1930         LIST_HEAD               (submit_list);
1931         int                     pinned = 0;
1932         struct blk_plug         plug;
1933
1934         list_sort(NULL, buffer_list, xfs_buf_cmp);
1935
1936         blk_start_plug(&plug);
1937         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1938                 if (!wait_list) {
1939                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1940                                 pinned++;
1941                                 continue;
1942                         }
1943                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1944                                 continue;
1945                 } else {
1946                         xfs_buf_lock(bp);
1947                 }
1948
1949                 /*
1950                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1951                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1952                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1953                  * reference and remove it from the list here.
1954                  */
1955                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1956                         list_del_init(&bp->b_list);
1957                         xfs_buf_relse(bp);
1958                         continue;
1959                 }
1960
1961                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1962
1963                 /*
1964                  * We do all IO submission async. This means if we need
1965                  * to wait for IO completion we need to take an extra
1966                  * reference so the buffer is still valid on the other
1967                  * side. We need to move the buffer onto the io_list
1968                  * at this point so the caller can still access it.
1969                  */
1970                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_WRITE_FAIL);
1971                 bp->b_flags |= XBF_WRITE | XBF_ASYNC;
1972                 if (wait_list) {
1973                         xfs_buf_hold(bp);
1974                         list_move_tail(&bp->b_list, wait_list);
1975                 } else
1976                         list_del_init(&bp->b_list);
1977
1978                 xfs_buf_submit(bp);
1979         }
1980         blk_finish_plug(&plug);
1981
1982         return pinned;
1983 }
1984
1985 /*
1986  * Write out a buffer list asynchronously.
1987  *
1988  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1989  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1990  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1991  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1992  * function.
1993  */
1994 int
1995 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1996         struct list_head        *buffer_list)
1997 {
1998         return xfs_buf_delwri_submit_buffers(buffer_list, NULL);
1999 }
2000
2001 /*
2002  * Write out a buffer list synchronously.
2003  *
2004  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
2005  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
2006  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
2007  * functionality.
2008  */
2009 int
2010 xfs_buf_delwri_submit(
2011         struct list_head        *buffer_list)
2012 {
2013         LIST_HEAD               (wait_list);
2014         int                     error = 0, error2;
2015         struct xfs_buf          *bp;
2016
2017         xfs_buf_delwri_submit_buffers(buffer_list, &wait_list);
2018
2019         /* Wait for IO to complete. */
2020         while (!list_empty(&wait_list)) {
2021                 bp = list_first_entry(&wait_list, struct xfs_buf, b_list);
2022
2023                 list_del_init(&bp->b_list);
2024
2025                 /* locking the buffer will wait for async IO completion. */
2026                 xfs_buf_lock(bp);
2027                 error2 = bp->b_error;
2028                 xfs_buf_relse(bp);
2029                 if (!error)
2030                         error = error2;
2031         }
2032
2033         return error;
2034 }
2035
2036 int __init
2037 xfs_buf_init(void)
2038 {
2039         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
2040                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
2041         if (!xfs_buf_zone)
2042                 goto out;
2043
2044         return 0;
2045
2046  out:
2047         return -ENOMEM;
2048 }
2049
2050 void
2051 xfs_buf_terminate(void)
2052 {
2053         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
2054 }