fs/xfs/xfs_buf.c

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