]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/xfs/xfs_buf.c
Merge tag 'perf-urgent-for-mingo-4.11-20170317' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux...
[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
37 #include "xfs_format.h"
38 #include "xfs_log_format.h"
39 #include "xfs_trans_resv.h"
40 #include "xfs_sb.h"
41 #include "xfs_mount.h"
42 #include "xfs_trace.h"
43 #include "xfs_log.h"
44
45 static kmem_zone_t *xfs_buf_zone;
46
47 #ifdef XFS_BUF_LOCK_TRACKING
48 # define XB_SET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder = current->pid)
49 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     ((bp)->b_last_holder = -1)
50 # define XB_GET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder)
51 #else
52 # define XB_SET_OWNER(bp)       do { } while (0)
53 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     do { } while (0)
54 # define XB_GET_OWNER(bp)       do { } while (0)
55 #endif
56
57 #define xb_to_gfp(flags) \
58         ((((flags) & XBF_READ_AHEAD) ? __GFP_NORETRY : GFP_NOFS) | __GFP_NOWARN)
59
60
61 static inline int
62 xfs_buf_is_vmapped(
63         struct xfs_buf  *bp)
64 {
65         /*
66          * Return true if the buffer is vmapped.
67          *
68          * b_addr is null if the buffer is not mapped, but the code is clever
69          * enough to know it doesn't have to map a single page, so the check has
70          * to be both for b_addr and bp->b_page_count > 1.
71          */
72         return bp->b_addr && bp->b_page_count > 1;
73 }
74
75 static inline int
76 xfs_buf_vmap_len(
77         struct xfs_buf  *bp)
78 {
79         return (bp->b_page_count * PAGE_SIZE) - bp->b_offset;
80 }
81
82 /*
83  * Bump the I/O in flight count on the buftarg if we haven't yet done so for
84  * this buffer. The count is incremented once per buffer (per hold cycle)
85  * because the corresponding decrement is deferred to buffer release. Buffers
86  * can undergo I/O multiple times in a hold-release cycle and per buffer I/O
87  * tracking adds unnecessary overhead. This is used for sychronization purposes
88  * with unmount (see xfs_wait_buftarg()), so all we really need is a count of
89  * in-flight buffers.
90  *
91  * Buffers that are never released (e.g., superblock, iclog buffers) must set
92  * the XBF_NO_IOACCT flag before I/O submission. Otherwise, the buftarg count
93  * never reaches zero and unmount hangs indefinitely.
94  */
95 static inline void
96 xfs_buf_ioacct_inc(
97         struct xfs_buf  *bp)
98 {
99         if (bp->b_flags & (XBF_NO_IOACCT|_XBF_IN_FLIGHT))
100                 return;
101
102         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
103         bp->b_flags |= _XBF_IN_FLIGHT;
104         percpu_counter_inc(&bp->b_target->bt_io_count);
105 }
106
107 /*
108  * Clear the in-flight state on a buffer about to be released to the LRU or
109  * freed and unaccount from the buftarg.
110  */
111 static inline void
112 xfs_buf_ioacct_dec(
113         struct xfs_buf  *bp)
114 {
115         if (!(bp->b_flags & _XBF_IN_FLIGHT))
116                 return;
117
118         bp->b_flags &= ~_XBF_IN_FLIGHT;
119         percpu_counter_dec(&bp->b_target->bt_io_count);
120 }
121
122 /*
123  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
124  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
125  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
126  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
127  *
128  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
129  */
130 void
131 xfs_buf_stale(
132         struct xfs_buf  *bp)
133 {
134         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
135
136         bp->b_flags |= XBF_STALE;
137
138         /*
139          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
140          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
141          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
142          */
143         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
144
145         /*
146          * Once the buffer is marked stale and unlocked, a subsequent lookup
147          * could reset b_flags. There is no guarantee that the buffer is
148          * unaccounted (released to LRU) before that occurs. Drop in-flight
149          * status now to preserve accounting consistency.
150          */
151         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
152
153         spin_lock(&bp->b_lock);
154         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
155         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE) &&
156             (list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)))
157                 atomic_dec(&bp->b_hold);
158
159         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
160         spin_unlock(&bp->b_lock);
161 }
162
163 static int
164 xfs_buf_get_maps(
165         struct xfs_buf          *bp,
166         int                     map_count)
167 {
168         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
169         bp->b_map_count = map_count;
170
171         if (map_count == 1) {
172                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
173                 return 0;
174         }
175
176         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
177                                 KM_NOFS);
178         if (!bp->b_maps)
179                 return -ENOMEM;
180         return 0;
181 }
182
183 /*
184  *      Frees b_pages if it was allocated.
185  */
186 static void
187 xfs_buf_free_maps(
188         struct xfs_buf  *bp)
189 {
190         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
191                 kmem_free(bp->b_maps);
192                 bp->b_maps = NULL;
193         }
194 }
195
196 struct xfs_buf *
197 _xfs_buf_alloc(
198         struct xfs_buftarg      *target,
199         struct xfs_buf_map      *map,
200         int                     nmaps,
201         xfs_buf_flags_t         flags)
202 {
203         struct xfs_buf          *bp;
204         int                     error;
205         int                     i;
206
207         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
208         if (unlikely(!bp))
209                 return NULL;
210
211         /*
212          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
213          * specifically set by later operations on the buffer.
214          */
215         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
216
217         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
218         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
219         init_completion(&bp->b_iowait);
220         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
221         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
222         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
223         spin_lock_init(&bp->b_lock);
224         XB_SET_OWNER(bp);
225         bp->b_target = target;
226         bp->b_flags = flags;
227
228         /*
229          * Set length and io_length to the same value initially.
230          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
231          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
232          */
233         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
234         if (error)  {
235                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
236                 return NULL;
237         }
238
239         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
240         bp->b_length = 0;
241         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
242                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
243                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
244                 bp->b_length += map[i].bm_len;
245         }
246         bp->b_io_length = bp->b_length;
247
248         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
249         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
250
251         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_create);
252         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
253
254         return bp;
255 }
256
257 /*
258  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
259  *      of pages, and point the page buf at it.
260  */
261 STATIC int
262 _xfs_buf_get_pages(
263         xfs_buf_t               *bp,
264         int                     page_count)
265 {
266         /* Make sure that we have a page list */
267         if (bp->b_pages == NULL) {
268                 bp->b_page_count = page_count;
269                 if (page_count <= XB_PAGES) {
270                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
271                 } else {
272                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
273                                                  page_count, KM_NOFS);
274                         if (bp->b_pages == NULL)
275                                 return -ENOMEM;
276                 }
277                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
278         }
279         return 0;
280 }
281
282 /*
283  *      Frees b_pages if it was allocated.
284  */
285 STATIC void
286 _xfs_buf_free_pages(
287         xfs_buf_t       *bp)
288 {
289         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
290                 kmem_free(bp->b_pages);
291                 bp->b_pages = NULL;
292         }
293 }
294
295 /*
296  *      Releases the specified buffer.
297  *
298  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
299  *      The buffer must not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
300  *      hashed and refcounted buffers
301  */
302 void
303 xfs_buf_free(
304         xfs_buf_t               *bp)
305 {
306         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
307
308         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
309
310         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
311                 uint            i;
312
313                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
314                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
315                                         bp->b_page_count);
316
317                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
318                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
319
320                         __free_page(page);
321                 }
322         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
323                 kmem_free(bp->b_addr);
324         _xfs_buf_free_pages(bp);
325         xfs_buf_free_maps(bp);
326         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
327 }
328
329 /*
330  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
331  */
332 STATIC int
333 xfs_buf_allocate_memory(
334         xfs_buf_t               *bp,
335         uint                    flags)
336 {
337         size_t                  size;
338         size_t                  nbytes, offset;
339         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
340         unsigned short          page_count, i;
341         xfs_off_t               start, end;
342         int                     error;
343
344         /*
345          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
346          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
347          * page arrays to keep allocation down to order 0.
348          */
349         size = BBTOB(bp->b_length);
350         if (size < PAGE_SIZE) {
351                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
352                 if (!bp->b_addr) {
353                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
354                         goto use_alloc_page;
355                 }
356
357                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
358                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
359                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
360                         kmem_free(bp->b_addr);
361                         bp->b_addr = NULL;
362                         goto use_alloc_page;
363                 }
364                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
365                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
366                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
367                 bp->b_page_count = 1;
368                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
369                 return 0;
370         }
371
372 use_alloc_page:
373         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
374         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
375                                                                 >> PAGE_SHIFT;
376         page_count = end - start;
377         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
378         if (unlikely(error))
379                 return error;
380
381         offset = bp->b_offset;
382         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
383
384         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
385                 struct page     *page;
386                 uint            retries = 0;
387 retry:
388                 page = alloc_page(gfp_mask);
389                 if (unlikely(page == NULL)) {
390                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
391                                 bp->b_page_count = i;
392                                 error = -ENOMEM;
393                                 goto out_free_pages;
394                         }
395
396                         /*
397                          * This could deadlock.
398                          *
399                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
400                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
401                          */
402                         if (!(++retries % 100))
403                                 xfs_err(NULL,
404                 "%s(%u) possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
405                                         current->comm, current->pid,
406                                         __func__, gfp_mask);
407
408                         XFS_STATS_INC(bp->b_target->bt_mount, xb_page_retries);
409                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
410                         goto retry;
411                 }
412
413                 XFS_STATS_INC(bp->b_target->bt_mount, xb_page_found);
414
415                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
416                 size -= nbytes;
417                 bp->b_pages[i] = page;
418                 offset = 0;
419         }
420         return 0;
421
422 out_free_pages:
423         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
424                 __free_page(bp->b_pages[i]);
425         bp->b_flags &= ~_XBF_PAGES;
426         return error;
427 }
428
429 /*
430  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
431  */
432 STATIC int
433 _xfs_buf_map_pages(
434         xfs_buf_t               *bp,
435         uint                    flags)
436 {
437         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
438         if (bp->b_page_count == 1) {
439                 /* A single page buffer is always mappable */
440                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
441         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
442                 bp->b_addr = NULL;
443         } else {
444                 int retried = 0;
445                 unsigned noio_flag;
446
447                 /*
448                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
449                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
450                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
451                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOIO to prevent
452                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
453                  * potentially deadlocking.
454                  */
455                 noio_flag = memalloc_noio_save();
456                 do {
457                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
458                                                 -1, PAGE_KERNEL);
459                         if (bp->b_addr)
460                                 break;
461                         vm_unmap_aliases();
462                 } while (retried++ <= 1);
463                 memalloc_noio_restore(noio_flag);
464
465                 if (!bp->b_addr)
466                         return -ENOMEM;
467                 bp->b_addr += bp->b_offset;
468         }
469
470         return 0;
471 }
472
473 /*
474  *      Finding and Reading Buffers
475  */
476 static int
477 _xfs_buf_obj_cmp(
478         struct rhashtable_compare_arg   *arg,
479         const void                      *obj)
480 {
481         const struct xfs_buf_map        *map = arg->key;
482         const struct xfs_buf            *bp = obj;
483
484         /*
485          * The key hashing in the lookup path depends on the key being the
486          * first element of the compare_arg, make sure to assert this.
487          */
488         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct xfs_buf_map, bm_bn) != 0);
489
490         if (bp->b_bn != map->bm_bn)
491                 return 1;
492
493         if (unlikely(bp->b_length != map->bm_len)) {
494                 /*
495                  * found a block number match. If the range doesn't
496                  * match, the only way this is allowed is if the buffer
497                  * in the cache is stale and the transaction that made
498                  * it stale has not yet committed. i.e. we are
499                  * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
500                  * continue searching for an exact match.
501                  */
502                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
503                 return 1;
504         }
505         return 0;
506 }
507
508 static const struct rhashtable_params xfs_buf_hash_params = {
509         .min_size               = 32,   /* empty AGs have minimal footprint */
510         .nelem_hint             = 16,
511         .key_len                = sizeof(xfs_daddr_t),
512         .key_offset             = offsetof(struct xfs_buf, b_bn),
513         .head_offset            = offsetof(struct xfs_buf, b_rhash_head),
514         .automatic_shrinking    = true,
515         .obj_cmpfn              = _xfs_buf_obj_cmp,
516 };
517
518 int
519 xfs_buf_hash_init(
520         struct xfs_perag        *pag)
521 {
522         spin_lock_init(&pag->pag_buf_lock);
523         return rhashtable_init(&pag->pag_buf_hash, &xfs_buf_hash_params);
524 }
525
526 void
527 xfs_buf_hash_destroy(
528         struct xfs_perag        *pag)
529 {
530         rhashtable_destroy(&pag->pag_buf_hash);
531 }
532
533 /*
534  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
535  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
536  *      locked. No I/O is implied by this call.
537  */
538 xfs_buf_t *
539 _xfs_buf_find(
540         struct xfs_buftarg      *btp,
541         struct xfs_buf_map      *map,
542         int                     nmaps,
543         xfs_buf_flags_t         flags,
544         xfs_buf_t               *new_bp)
545 {
546         struct xfs_perag        *pag;
547         xfs_buf_t               *bp;
548         struct xfs_buf_map      cmap = { .bm_bn = map[0].bm_bn };
549         xfs_daddr_t             eofs;
550         int                     i;
551
552         for (i = 0; i < nmaps; i++)
553                 cmap.bm_len += map[i].bm_len;
554
555         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
556         ASSERT(!(BBTOB(cmap.bm_len) < btp->bt_meta_sectorsize));
557         ASSERT(!(BBTOB(cmap.bm_bn) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
558
559         /*
560          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
561          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
562          */
563         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
564         if (cmap.bm_bn < 0 || cmap.bm_bn >= eofs) {
565                 /*
566                  * XXX (dgc): we should really be returning -EFSCORRUPTED here,
567                  * but none of the higher level infrastructure supports
568                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
569                  */
570                 xfs_alert(btp->bt_mount,
571                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
572                           __func__, cmap.bm_bn, eofs);
573                 WARN_ON(1);
574                 return NULL;
575         }
576
577         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
578                             xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, cmap.bm_bn));
579
580         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
581         bp = rhashtable_lookup_fast(&pag->pag_buf_hash, &cmap,
582                                     xfs_buf_hash_params);
583         if (bp) {
584                 atomic_inc(&bp->b_hold);
585                 goto found;
586         }
587
588         /* No match found */
589         if (new_bp) {
590                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
591                 new_bp->b_pag = pag;
592                 rhashtable_insert_fast(&pag->pag_buf_hash,
593                                        &new_bp->b_rhash_head,
594                                        xfs_buf_hash_params);
595                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
596         } else {
597                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_miss_locked);
598                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
599                 xfs_perag_put(pag);
600         }
601         return new_bp;
602
603 found:
604         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
605         xfs_perag_put(pag);
606
607         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
608                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
609                         xfs_buf_rele(bp);
610                         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_busy_locked);
611                         return NULL;
612                 }
613                 xfs_buf_lock(bp);
614                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked_waited);
615         }
616
617         /*
618          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
619          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
620          * intact here.
621          */
622         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
623                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
624                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
625                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
626                 bp->b_ops = NULL;
627         }
628
629         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
630         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked);
631         return bp;
632 }
633
634 /*
635  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
636  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
637  * more hits than misses.
638  */
639 struct xfs_buf *
640 xfs_buf_get_map(
641         struct xfs_buftarg      *target,
642         struct xfs_buf_map      *map,
643         int                     nmaps,
644         xfs_buf_flags_t         flags)
645 {
646         struct xfs_buf          *bp;
647         struct xfs_buf          *new_bp;
648         int                     error = 0;
649
650         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
651         if (likely(bp))
652                 goto found;
653
654         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
655         if (unlikely(!new_bp))
656                 return NULL;
657
658         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
659         if (error) {
660                 xfs_buf_free(new_bp);
661                 return NULL;
662         }
663
664         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
665         if (!bp) {
666                 xfs_buf_free(new_bp);
667                 return NULL;
668         }
669
670         if (bp != new_bp)
671                 xfs_buf_free(new_bp);
672
673 found:
674         if (!bp->b_addr) {
675                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
676                 if (unlikely(error)) {
677                         xfs_warn(target->bt_mount,
678                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
679                         xfs_buf_relse(bp);
680                         return NULL;
681                 }
682         }
683
684         /*
685          * Clear b_error if this is a lookup from a caller that doesn't expect
686          * valid data to be found in the buffer.
687          */
688         if (!(flags & XBF_READ))
689                 xfs_buf_ioerror(bp, 0);
690
691         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get);
692         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
693         return bp;
694 }
695
696 STATIC int
697 _xfs_buf_read(
698         xfs_buf_t               *bp,
699         xfs_buf_flags_t         flags)
700 {
701         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
702         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
703
704         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
705         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
706
707         if (flags & XBF_ASYNC) {
708                 xfs_buf_submit(bp);
709                 return 0;
710         }
711         return xfs_buf_submit_wait(bp);
712 }
713
714 xfs_buf_t *
715 xfs_buf_read_map(
716         struct xfs_buftarg      *target,
717         struct xfs_buf_map      *map,
718         int                     nmaps,
719         xfs_buf_flags_t         flags,
720         const struct xfs_buf_ops *ops)
721 {
722         struct xfs_buf          *bp;
723
724         flags |= XBF_READ;
725
726         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
727         if (bp) {
728                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
729
730                 if (!(bp->b_flags & XBF_DONE)) {
731                         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get_read);
732                         bp->b_ops = ops;
733                         _xfs_buf_read(bp, flags);
734                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
735                         /*
736                          * Read ahead call which is already satisfied,
737                          * drop the buffer
738                          */
739                         xfs_buf_relse(bp);
740                         return NULL;
741                 } else {
742                         /* We do not want read in the flags */
743                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
744                 }
745         }
746
747         return bp;
748 }
749
750 /*
751  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
752  *      safe manner.
753  */
754 void
755 xfs_buf_readahead_map(
756         struct xfs_buftarg      *target,
757         struct xfs_buf_map      *map,
758         int                     nmaps,
759         const struct xfs_buf_ops *ops)
760 {
761         if (bdi_read_congested(target->bt_bdev->bd_bdi))
762                 return;
763
764         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
765                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
766 }
767
768 /*
769  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
770  * buffer containing the disk contents or nothing.
771  */
772 int
773 xfs_buf_read_uncached(
774         struct xfs_buftarg      *target,
775         xfs_daddr_t             daddr,
776         size_t                  numblks,
777         int                     flags,
778         struct xfs_buf          **bpp,
779         const struct xfs_buf_ops *ops)
780 {
781         struct xfs_buf          *bp;
782
783         *bpp = NULL;
784
785         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
786         if (!bp)
787                 return -ENOMEM;
788
789         /* set up the buffer for a read IO */
790         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
791         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;  /* always null for uncached buffers */
792         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
793         bp->b_flags |= XBF_READ;
794         bp->b_ops = ops;
795
796         xfs_buf_submit_wait(bp);
797         if (bp->b_error) {
798                 int     error = bp->b_error;
799                 xfs_buf_relse(bp);
800                 return error;
801         }
802
803         *bpp = bp;
804         return 0;
805 }
806
807 /*
808  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
809  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
810  */
811 void
812 xfs_buf_set_empty(
813         struct xfs_buf          *bp,
814         size_t                  numblks)
815 {
816         if (bp->b_pages)
817                 _xfs_buf_free_pages(bp);
818
819         bp->b_pages = NULL;
820         bp->b_page_count = 0;
821         bp->b_addr = NULL;
822         bp->b_length = numblks;
823         bp->b_io_length = numblks;
824
825         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
826         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
827         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
828         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
829 }
830
831 static inline struct page *
832 mem_to_page(
833         void                    *addr)
834 {
835         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
836                 return virt_to_page(addr);
837         } else {
838                 return vmalloc_to_page(addr);
839         }
840 }
841
842 int
843 xfs_buf_associate_memory(
844         xfs_buf_t               *bp,
845         void                    *mem,
846         size_t                  len)
847 {
848         int                     rval;
849         int                     i = 0;
850         unsigned long           pageaddr;
851         unsigned long           offset;
852         size_t                  buflen;
853         int                     page_count;
854
855         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
856         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
857         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
858         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
859
860         /* Free any previous set of page pointers */
861         if (bp->b_pages)
862                 _xfs_buf_free_pages(bp);
863
864         bp->b_pages = NULL;
865         bp->b_addr = mem;
866
867         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
868         if (rval)
869                 return rval;
870
871         bp->b_offset = offset;
872
873         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
874                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
875                 pageaddr += PAGE_SIZE;
876         }
877
878         bp->b_io_length = BTOBB(len);
879         bp->b_length = BTOBB(buflen);
880
881         return 0;
882 }
883
884 xfs_buf_t *
885 xfs_buf_get_uncached(
886         struct xfs_buftarg      *target,
887         size_t                  numblks,
888         int                     flags)
889 {
890         unsigned long           page_count;
891         int                     error, i;
892         struct xfs_buf          *bp;
893         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
894
895         /* flags might contain irrelevant bits, pass only what we care about */
896         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, flags & XBF_NO_IOACCT);
897         if (unlikely(bp == NULL))
898                 goto fail;
899
900         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
901         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
902         if (error)
903                 goto fail_free_buf;
904
905         for (i = 0; i < page_count; i++) {
906                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
907                 if (!bp->b_pages[i])
908                         goto fail_free_mem;
909         }
910         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
911
912         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
913         if (unlikely(error)) {
914                 xfs_warn(target->bt_mount,
915                         "%s: failed to map pages", __func__);
916                 goto fail_free_mem;
917         }
918
919         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
920         return bp;
921
922  fail_free_mem:
923         while (--i >= 0)
924                 __free_page(bp->b_pages[i]);
925         _xfs_buf_free_pages(bp);
926  fail_free_buf:
927         xfs_buf_free_maps(bp);
928         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
929  fail:
930         return NULL;
931 }
932
933 /*
934  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
935  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
936  *      Must hold the buffer already to call this function.
937  */
938 void
939 xfs_buf_hold(
940         xfs_buf_t               *bp)
941 {
942         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
943         atomic_inc(&bp->b_hold);
944 }
945
946 /*
947  * Release a hold on the specified buffer. If the hold count is 1, the buffer is
948  * placed on LRU or freed (depending on b_lru_ref).
949  */
950 void
951 xfs_buf_rele(
952         xfs_buf_t               *bp)
953 {
954         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
955         bool                    release;
956         bool                    freebuf = false;
957
958         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
959
960         if (!pag) {
961                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
962                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold)) {
963                         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
964                         xfs_buf_free(bp);
965                 }
966                 return;
967         }
968
969         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
970
971         release = atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock);
972         spin_lock(&bp->b_lock);
973         if (!release) {
974                 /*
975                  * Drop the in-flight state if the buffer is already on the LRU
976                  * and it holds the only reference. This is racy because we
977                  * haven't acquired the pag lock, but the use of _XBF_IN_FLIGHT
978                  * ensures the decrement occurs only once per-buf.
979                  */
980                 if ((atomic_read(&bp->b_hold) == 1) && !list_empty(&bp->b_lru))
981                         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
982                 goto out_unlock;
983         }
984
985         /* the last reference has been dropped ... */
986         xfs_buf_ioacct_dec(bp);
987         if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
988                 /*
989                  * If the buffer is added to the LRU take a new reference to the
990                  * buffer for the LRU and clear the (now stale) dispose list
991                  * state flag
992                  */
993                 if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
994                         bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
995                         atomic_inc(&bp->b_hold);
996                 }
997                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
998         } else {
999                 /*
1000                  * most of the time buffers will already be removed from the
1001                  * LRU, so optimise that case by checking for the
1002                  * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the buffer
1003                  * was on was the disposal list
1004                  */
1005                 if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
1006                         list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
1007                 } else {
1008                         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
1009                 }
1010
1011                 ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1012                 rhashtable_remove_fast(&pag->pag_buf_hash, &bp->b_rhash_head,
1013                                        xfs_buf_hash_params);
1014                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
1015                 xfs_perag_put(pag);
1016                 freebuf = true;
1017         }
1018
1019 out_unlock:
1020         spin_unlock(&bp->b_lock);
1021
1022         if (freebuf)
1023                 xfs_buf_free(bp);
1024 }
1025
1026
1027 /*
1028  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
1029  *
1030  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
1031  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
1032  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
1033  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
1034  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
1035  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
1036  *      to push on stale inode buffers.
1037  */
1038 int
1039 xfs_buf_trylock(
1040         struct xfs_buf          *bp)
1041 {
1042         int                     locked;
1043
1044         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
1045         if (locked) {
1046                 XB_SET_OWNER(bp);
1047                 trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
1048         } else {
1049                 trace_xfs_buf_trylock_fail(bp, _RET_IP_);
1050         }
1051         return locked;
1052 }
1053
1054 /*
1055  *      Lock a buffer object.
1056  *
1057  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
1058  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
1059  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
1060  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
1061  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
1062  */
1063 void
1064 xfs_buf_lock(
1065         struct xfs_buf          *bp)
1066 {
1067         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
1068
1069         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
1070                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
1071         down(&bp->b_sema);
1072         XB_SET_OWNER(bp);
1073
1074         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
1075 }
1076
1077 void
1078 xfs_buf_unlock(
1079         struct xfs_buf          *bp)
1080 {
1081         XB_CLEAR_OWNER(bp);
1082         up(&bp->b_sema);
1083
1084         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
1085 }
1086
1087 STATIC void
1088 xfs_buf_wait_unpin(
1089         xfs_buf_t               *bp)
1090 {
1091         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
1092
1093         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1094                 return;
1095
1096         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1097         for (;;) {
1098                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1099                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1100                         break;
1101                 io_schedule();
1102         }
1103         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1104         set_current_state(TASK_RUNNING);
1105 }
1106
1107 /*
1108  *      Buffer Utility Routines
1109  */
1110
1111 void
1112 xfs_buf_ioend(
1113         struct xfs_buf  *bp)
1114 {
1115         bool            read = bp->b_flags & XBF_READ;
1116
1117         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1118
1119         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1120
1121         /*
1122          * Pull in IO completion errors now. We are guaranteed to be running
1123          * single threaded, so we don't need the lock to read b_io_error.
1124          */
1125         if (!bp->b_error && bp->b_io_error)
1126                 xfs_buf_ioerror(bp, bp->b_io_error);
1127
1128         /* Only validate buffers that were read without errors */
1129         if (read && !bp->b_error && bp->b_ops) {
1130                 ASSERT(!bp->b_iodone);
1131                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1132         }
1133
1134         if (!bp->b_error)
1135                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1136
1137         if (bp->b_iodone)
1138                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1139         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1140                 xfs_buf_relse(bp);
1141         else
1142                 complete(&bp->b_iowait);
1143 }
1144
1145 static void
1146 xfs_buf_ioend_work(
1147         struct work_struct      *work)
1148 {
1149         struct xfs_buf          *bp =
1150                 container_of(work, xfs_buf_t, b_ioend_work);
1151
1152         xfs_buf_ioend(bp);
1153 }
1154
1155 static void
1156 xfs_buf_ioend_async(
1157         struct xfs_buf  *bp)
1158 {
1159         INIT_WORK(&bp->b_ioend_work, xfs_buf_ioend_work);
1160         queue_work(bp->b_ioend_wq, &bp->b_ioend_work);
1161 }
1162
1163 void
1164 xfs_buf_ioerror(
1165         xfs_buf_t               *bp,
1166         int                     error)
1167 {
1168         ASSERT(error <= 0 && error >= -1000);
1169         bp->b_error = error;
1170         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1171 }
1172
1173 void
1174 xfs_buf_ioerror_alert(
1175         struct xfs_buf          *bp,
1176         const char              *func)
1177 {
1178         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1179 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1180                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, -bp->b_error, bp->b_length);
1181 }
1182
1183 int
1184 xfs_bwrite(
1185         struct xfs_buf          *bp)
1186 {
1187         int                     error;
1188
1189         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1190
1191         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1192         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q |
1193                          XBF_WRITE_FAIL | XBF_DONE);
1194
1195         error = xfs_buf_submit_wait(bp);
1196         if (error) {
1197                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1198                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1199         }
1200         return error;
1201 }
1202
1203 static void
1204 xfs_buf_bio_end_io(
1205         struct bio              *bio)
1206 {
1207         struct xfs_buf          *bp = (struct xfs_buf *)bio->bi_private;
1208
1209         /*
1210          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1211          * buffers that require multiple bios to complete.
1212          */
1213         if (bio->bi_error)
1214                 cmpxchg(&bp->b_io_error, 0, bio->bi_error);
1215
1216         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1217                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1218
1219         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1220                 xfs_buf_ioend_async(bp);
1221         bio_put(bio);
1222 }
1223
1224 static void
1225 xfs_buf_ioapply_map(
1226         struct xfs_buf  *bp,
1227         int             map,
1228         int             *buf_offset,
1229         int             *count,
1230         int             op,
1231         int             op_flags)
1232 {
1233         int             page_index;
1234         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1235         int             nr_pages;
1236         struct bio      *bio;
1237         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1238         int             size;
1239         int             offset;
1240
1241         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1242
1243         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1244         page_index = 0;
1245         offset = *buf_offset;
1246         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1247                 page_index++;
1248                 offset -= PAGE_SIZE;
1249         }
1250
1251         /*
1252          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1253          * remaining IO count for the next time around.
1254          */
1255         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1256         *count -= size;
1257         *buf_offset += size;
1258
1259 next_chunk:
1260         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1261         nr_pages = min(total_nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
1262
1263         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1264         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1265         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1266         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1267         bio->bi_private = bp;
1268         bio_set_op_attrs(bio, op, op_flags);
1269
1270         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1271                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1272
1273                 if (nbytes > size)
1274                         nbytes = size;
1275
1276                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1277                                       offset);
1278                 if (rbytes < nbytes)
1279                         break;
1280
1281                 offset = 0;
1282                 sector += BTOBB(nbytes);
1283                 size -= nbytes;
1284                 total_nr_pages--;
1285         }
1286
1287         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1288                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1289                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1290                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1291                 }
1292                 submit_bio(bio);
1293                 if (size)
1294                         goto next_chunk;
1295         } else {
1296                 /*
1297                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1298                  * because the caller (xfs_buf_submit) holds a count itself.
1299                  */
1300                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1301                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1302                 bio_put(bio);
1303         }
1304
1305 }
1306
1307 STATIC void
1308 _xfs_buf_ioapply(
1309         struct xfs_buf  *bp)
1310 {
1311         struct blk_plug plug;
1312         int             op;
1313         int             op_flags = 0;
1314         int             offset;
1315         int             size;
1316         int             i;
1317
1318         /*
1319          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1320          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1321          */
1322         bp->b_error = 0;
1323
1324         /*
1325          * Initialize the I/O completion workqueue if we haven't yet or the
1326          * submitter has not opted to specify a custom one.
1327          */
1328         if (!bp->b_ioend_wq)
1329                 bp->b_ioend_wq = bp->b_target->bt_mount->m_buf_workqueue;
1330
1331         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1332                 op = REQ_OP_WRITE;
1333                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1334                         op_flags = REQ_SYNC;
1335                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1336                         op_flags |= REQ_FUA;
1337                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1338                         op_flags |= REQ_PREFLUSH;
1339
1340                 /*
1341                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1342                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1343                  * the IO should not be dispatched.
1344                  */
1345                 if (bp->b_ops) {
1346                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1347                         if (bp->b_error) {
1348                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1349                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1350                                 return;
1351                         }
1352                 } else if (bp->b_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL) {
1353                         struct xfs_mount *mp = bp->b_target->bt_mount;
1354
1355                         /*
1356                          * non-crc filesystems don't attach verifiers during
1357                          * log recovery, so don't warn for such filesystems.
1358                          */
1359                         if (xfs_sb_version_hascrc(&mp->m_sb)) {
1360                                 xfs_warn(mp,
1361                                         "%s: no ops on block 0x%llx/0x%x",
1362                                         __func__, bp->b_bn, bp->b_length);
1363                                 xfs_hex_dump(bp->b_addr, 64);
1364                                 dump_stack();
1365                         }
1366                 }
1367         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1368                 op = REQ_OP_READ;
1369                 op_flags = REQ_RAHEAD;
1370         } else {
1371                 op = REQ_OP_READ;
1372         }
1373
1374         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1375         op_flags |= REQ_META;
1376
1377         /*
1378          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1379          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1380          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1381          * subsequent call.
1382          */
1383         offset = bp->b_offset;
1384         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1385         blk_start_plug(&plug);
1386         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1387                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, op, op_flags);
1388                 if (bp->b_error)
1389                         break;
1390                 if (size <= 0)
1391                         break;  /* all done */
1392         }
1393         blk_finish_plug(&plug);
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Asynchronous IO submission path. This transfers the buffer lock ownership and
1398  * the current reference to the IO. It is not safe to reference the buffer after
1399  * a call to this function unless the caller holds an additional reference
1400  * itself.
1401  */
1402 void
1403 xfs_buf_submit(
1404         struct xfs_buf  *bp)
1405 {
1406         trace_xfs_buf_submit(bp, _RET_IP_);
1407
1408         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1409         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
1410
1411         /* on shutdown we stale and complete the buffer immediately */
1412         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1413                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1414                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1415                 xfs_buf_stale(bp);
1416                 xfs_buf_ioend(bp);
1417                 return;
1418         }
1419
1420         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1421                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1422
1423         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1424         bp->b_io_error = 0;
1425
1426         /*
1427          * The caller's reference is released during I/O completion.
1428          * This occurs some time after the last b_io_remaining reference is
1429          * released, so after we drop our Io reference we have to have some
1430          * other reference to ensure the buffer doesn't go away from underneath
1431          * us. Take a direct reference to ensure we have safe access to the
1432          * buffer until we are finished with it.
1433          */
1434         xfs_buf_hold(bp);
1435
1436         /*
1437          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1438          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1439          * xfs_buf_ioend too early.
1440          */
1441         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1442         xfs_buf_ioacct_inc(bp);
1443         _xfs_buf_ioapply(bp);
1444
1445         /*
1446          * If _xfs_buf_ioapply failed, we can get back here with only the IO
1447          * reference we took above. If we drop it to zero, run completion so
1448          * that we don't return to the caller with completion still pending.
1449          */
1450         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1) {
1451                 if (bp->b_error)
1452                         xfs_buf_ioend(bp);
1453                 else
1454                         xfs_buf_ioend_async(bp);
1455         }
1456
1457         xfs_buf_rele(bp);
1458         /* Note: it is not safe to reference bp now we've dropped our ref */
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Synchronous buffer IO submission path, read or write.
1463  */
1464 int
1465 xfs_buf_submit_wait(
1466         struct xfs_buf  *bp)
1467 {
1468         int             error;
1469
1470         trace_xfs_buf_submit_wait(bp, _RET_IP_);
1471
1472         ASSERT(!(bp->b_flags & (_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC)));
1473
1474         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1475                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1476                 xfs_buf_stale(bp);
1477                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1478                 return -EIO;
1479         }
1480
1481         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1482                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1483
1484         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1485         bp->b_io_error = 0;
1486
1487         /*
1488          * For synchronous IO, the IO does not inherit the submitters reference
1489          * count, nor the buffer lock. Hence we cannot release the reference we
1490          * are about to take until we've waited for all IO completion to occur,
1491          * including any xfs_buf_ioend_async() work that may be pending.
1492          */
1493         xfs_buf_hold(bp);
1494
1495         /*
1496          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1497          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1498          * xfs_buf_ioend too early.
1499          */
1500         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1501         _xfs_buf_ioapply(bp);
1502
1503         /*
1504          * make sure we run completion synchronously if it raced with us and is
1505          * already complete.
1506          */
1507         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1508                 xfs_buf_ioend(bp);
1509
1510         /* wait for completion before gathering the error from the buffer */
1511         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1512         wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1513         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1514         error = bp->b_error;
1515
1516         /*
1517          * all done now, we can release the hold that keeps the buffer
1518          * referenced for the entire IO.
1519          */
1520         xfs_buf_rele(bp);
1521         return error;
1522 }
1523
1524 void *
1525 xfs_buf_offset(
1526         struct xfs_buf          *bp,
1527         size_t                  offset)
1528 {
1529         struct page             *page;
1530
1531         if (bp->b_addr)
1532                 return bp->b_addr + offset;
1533
1534         offset += bp->b_offset;
1535         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1536         return page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1537 }
1538
1539 /*
1540  *      Move data into or out of a buffer.
1541  */
1542 void
1543 xfs_buf_iomove(
1544         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1545         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1546         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1547         void                    *data,  /* data address                 */
1548         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1549 {
1550         size_t                  bend;
1551
1552         bend = boff + bsize;
1553         while (boff < bend) {
1554                 struct page     *page;
1555                 int             page_index, page_offset, csize;
1556
1557                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1558                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1559                 page = bp->b_pages[page_index];
1560                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1561                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1562
1563                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1564
1565                 switch (mode) {
1566                 case XBRW_ZERO:
1567                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1568                         break;
1569                 case XBRW_READ:
1570                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1571                         break;
1572                 case XBRW_WRITE:
1573                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1574                 }
1575
1576                 boff += csize;
1577                 data += csize;
1578         }
1579 }
1580
1581 /*
1582  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1583  */
1584
1585 /*
1586  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1587  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1588  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1589  */
1590 static enum lru_status
1591 xfs_buftarg_wait_rele(
1592         struct list_head        *item,
1593         struct list_lru_one     *lru,
1594         spinlock_t              *lru_lock,
1595         void                    *arg)
1596
1597 {
1598         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1599         struct list_head        *dispose = arg;
1600
1601         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1602                 /* need to wait, so skip it this pass */
1603                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1604                 return LRU_SKIP;
1605         }
1606         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1607                 return LRU_SKIP;
1608
1609         /*
1610          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1611          * ignored in xfs_buf_rele().
1612          */
1613         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1614         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1615         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1616         spin_unlock(&bp->b_lock);
1617         return LRU_REMOVED;
1618 }
1619
1620 void
1621 xfs_wait_buftarg(
1622         struct xfs_buftarg      *btp)
1623 {
1624         LIST_HEAD(dispose);
1625         int loop = 0;
1626
1627         /*
1628          * First wait on the buftarg I/O count for all in-flight buffers to be
1629          * released. This is critical as new buffers do not make the LRU until
1630          * they are released.
1631          *
1632          * Next, flush the buffer workqueue to ensure all completion processing
1633          * has finished. Just waiting on buffer locks is not sufficient for
1634          * async IO as the reference count held over IO is not released until
1635          * after the buffer lock is dropped. Hence we need to ensure here that
1636          * all reference counts have been dropped before we start walking the
1637          * LRU list.
1638          */
1639         while (percpu_counter_sum(&btp->bt_io_count))
1640                 delay(100);
1641         flush_workqueue(btp->bt_mount->m_buf_workqueue);
1642
1643         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1644         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1645                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1646                               &dispose, LONG_MAX);
1647
1648                 while (!list_empty(&dispose)) {
1649                         struct xfs_buf *bp;
1650                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1651                         list_del_init(&bp->b_lru);
1652                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1653                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1654 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!",
1655                                         (long long)bp->b_bn);
1656                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1657 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.");
1658                         }
1659                         xfs_buf_rele(bp);
1660                 }
1661                 if (loop++ != 0)
1662                         delay(100);
1663         }
1664 }
1665
1666 static enum lru_status
1667 xfs_buftarg_isolate(
1668         struct list_head        *item,
1669         struct list_lru_one     *lru,
1670         spinlock_t              *lru_lock,
1671         void                    *arg)
1672 {
1673         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1674         struct list_head        *dispose = arg;
1675
1676         /*
1677          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1678          * If we fail to get the lock, just skip it.
1679          */
1680         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1681                 return LRU_SKIP;
1682         /*
1683          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1684          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1685          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1686          */
1687         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1688                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1689                 return LRU_ROTATE;
1690         }
1691
1692         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1693         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1694         spin_unlock(&bp->b_lock);
1695         return LRU_REMOVED;
1696 }
1697
1698 static unsigned long
1699 xfs_buftarg_shrink_scan(
1700         struct shrinker         *shrink,
1701         struct shrink_control   *sc)
1702 {
1703         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1704                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1705         LIST_HEAD(dispose);
1706         unsigned long           freed;
1707
1708         freed = list_lru_shrink_walk(&btp->bt_lru, sc,
1709                                      xfs_buftarg_isolate, &dispose);
1710
1711         while (!list_empty(&dispose)) {
1712                 struct xfs_buf *bp;
1713                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1714                 list_del_init(&bp->b_lru);
1715                 xfs_buf_rele(bp);
1716         }
1717
1718         return freed;
1719 }
1720
1721 static unsigned long
1722 xfs_buftarg_shrink_count(
1723         struct shrinker         *shrink,
1724         struct shrink_control   *sc)
1725 {
1726         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1727                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1728         return list_lru_shrink_count(&btp->bt_lru, sc);
1729 }
1730
1731 void
1732 xfs_free_buftarg(
1733         struct xfs_mount        *mp,
1734         struct xfs_buftarg      *btp)
1735 {
1736         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1737         ASSERT(percpu_counter_sum(&btp->bt_io_count) == 0);
1738         percpu_counter_destroy(&btp->bt_io_count);
1739         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1740
1741         xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1742
1743         kmem_free(btp);
1744 }
1745
1746 int
1747 xfs_setsize_buftarg(
1748         xfs_buftarg_t           *btp,
1749         unsigned int            sectorsize)
1750 {
1751         /* Set up metadata sector size info */
1752         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1753         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1754
1755         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1756                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1757                         "Cannot set_blocksize to %u on device %pg",
1758                         sectorsize, btp->bt_bdev);
1759                 return -EINVAL;
1760         }
1761
1762         /* Set up device logical sector size mask */
1763         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1764         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1765
1766         return 0;
1767 }
1768
1769 /*
1770  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1771  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1772  * are being used at this early stage.  Play safe.
1773  */
1774 STATIC int
1775 xfs_setsize_buftarg_early(
1776         xfs_buftarg_t           *btp,
1777         struct block_device     *bdev)
1778 {
1779         return xfs_setsize_buftarg(btp, bdev_logical_block_size(bdev));
1780 }
1781
1782 xfs_buftarg_t *
1783 xfs_alloc_buftarg(
1784         struct xfs_mount        *mp,
1785         struct block_device     *bdev)
1786 {
1787         xfs_buftarg_t           *btp;
1788
1789         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1790
1791         btp->bt_mount = mp;
1792         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1793         btp->bt_bdev = bdev;
1794
1795         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1796                 goto error;
1797
1798         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1799                 goto error;
1800
1801         if (percpu_counter_init(&btp->bt_io_count, 0, GFP_KERNEL))
1802                 goto error;
1803
1804         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1805         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1806         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1807         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1808         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1809         return btp;
1810
1811 error:
1812         kmem_free(btp);
1813         return NULL;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Add a buffer to the delayed write list.
1818  *
1819  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1820  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1821  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1822  * to the callers.
1823  *
1824  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1825  * been on the buffer list.
1826  */
1827 bool
1828 xfs_buf_delwri_queue(
1829         struct xfs_buf          *bp,
1830         struct list_head        *list)
1831 {
1832         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1833         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1834
1835         /*
1836          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1837          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1838          * case.
1839          */
1840         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1841                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1842                 return false;
1843         }
1844
1845         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1846
1847         /*
1848          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1849          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1850          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1851          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1852          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1853          * which case we need just need to re-add the flag here.
1854          */
1855         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1856         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1857                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1858                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1859         }
1860
1861         return true;
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Compare function is more complex than it needs to be because
1866  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1867  * on 64 bit values
1868  */
1869 static int
1870 xfs_buf_cmp(
1871         void            *priv,
1872         struct list_head *a,
1873         struct list_head *b)
1874 {
1875         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1876         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1877         xfs_daddr_t             diff;
1878
1879         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1880         if (diff < 0)
1881                 return -1;
1882         if (diff > 0)
1883                 return 1;
1884         return 0;
1885 }
1886
1887 /*
1888  * submit buffers for write.
1889  *
1890  * When we have a large buffer list, we do not want to hold all the buffers
1891  * locked while we block on the request queue waiting for IO dispatch. To avoid
1892  * this problem, we lock and submit buffers in groups of 50, thereby minimising
1893  * the lock hold times for lists which may contain thousands of objects.
1894  *
1895  * To do this, we sort the buffer list before we walk the list to lock and
1896  * submit buffers, and we plug and unplug around each group of buffers we
1897  * submit.
1898  */
1899 static int
1900 xfs_buf_delwri_submit_buffers(
1901         struct list_head        *buffer_list,
1902         struct list_head        *wait_list)
1903 {
1904         struct xfs_buf          *bp, *n;
1905         LIST_HEAD               (submit_list);
1906         int                     pinned = 0;
1907         struct blk_plug         plug;
1908
1909         list_sort(NULL, buffer_list, xfs_buf_cmp);
1910
1911         blk_start_plug(&plug);
1912         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1913                 if (!wait_list) {
1914                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1915                                 pinned++;
1916                                 continue;
1917                         }
1918                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1919                                 continue;
1920                 } else {
1921                         xfs_buf_lock(bp);
1922                 }
1923
1924                 /*
1925                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1926                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1927                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1928                  * reference and remove it from the list here.
1929                  */
1930                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1931                         list_del_init(&bp->b_list);
1932                         xfs_buf_relse(bp);
1933                         continue;
1934                 }
1935
1936                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1937
1938                 /*
1939                  * We do all IO submission async. This means if we need
1940                  * to wait for IO completion we need to take an extra
1941                  * reference so the buffer is still valid on the other
1942                  * side. We need to move the buffer onto the io_list
1943                  * at this point so the caller can still access it.
1944                  */
1945                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_WRITE_FAIL);
1946                 bp->b_flags |= XBF_WRITE | XBF_ASYNC;
1947                 if (wait_list) {
1948                         xfs_buf_hold(bp);
1949                         list_move_tail(&bp->b_list, wait_list);
1950                 } else
1951                         list_del_init(&bp->b_list);
1952
1953                 xfs_buf_submit(bp);
1954         }
1955         blk_finish_plug(&plug);
1956
1957         return pinned;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Write out a buffer list asynchronously.
1962  *
1963  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1964  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1965  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1966  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1967  * function.
1968  */
1969 int
1970 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1971         struct list_head        *buffer_list)
1972 {
1973         return xfs_buf_delwri_submit_buffers(buffer_list, NULL);
1974 }
1975
1976 /*
1977  * Write out a buffer list synchronously.
1978  *
1979  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1980  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1981  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1982  * functionality.
1983  */
1984 int
1985 xfs_buf_delwri_submit(
1986         struct list_head        *buffer_list)
1987 {
1988         LIST_HEAD               (wait_list);
1989         int                     error = 0, error2;
1990         struct xfs_buf          *bp;
1991
1992         xfs_buf_delwri_submit_buffers(buffer_list, &wait_list);
1993
1994         /* Wait for IO to complete. */
1995         while (!list_empty(&wait_list)) {
1996                 bp = list_first_entry(&wait_list, struct xfs_buf, b_list);
1997
1998                 list_del_init(&bp->b_list);
1999
2000                 /* locking the buffer will wait for async IO completion. */
2001                 xfs_buf_lock(bp);
2002                 error2 = bp->b_error;
2003                 xfs_buf_relse(bp);
2004                 if (!error)
2005                         error = error2;
2006         }
2007
2008         return error;
2009 }
2010
2011 int __init
2012 xfs_buf_init(void)
2013 {
2014         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
2015                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
2016         if (!xfs_buf_zone)
2017                 goto out;
2018
2019         return 0;
2020
2021  out:
2022         return -ENOMEM;
2023 }
2024
2025 void
2026 xfs_buf_terminate(void)
2027 {
2028         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
2029 }