fs/xfs/xfs_buf.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18 #include "xfs.h"
  19 #include <linux/stddef.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/gfp.h>
  22 #include <linux/pagemap.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/bio.h>
  26 #include <linux/sysctl.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/workqueue.h>
  29 #include <linux/percpu.h>
  30 #include <linux/blkdev.h>
  31 #include <linux/hash.h>
  32 #include <linux/kthread.h>
  33 #include <linux/migrate.h>
  34 #include <linux/backing-dev.h>
  35 #include <linux/freezer.h>
  36
  37 #include "xfs_sb.h"
  38 #include "xfs_trans_resv.h"
  39 #include "xfs_log.h"
  40 #include "xfs_ag.h"
  41 #include "xfs_mount.h"
  42 #include "xfs_trace.h"
  43
  44 static kmem_zone_t *xfs_buf_zone;
  45
  46 static struct workqueue_struct *xfslogd_workqueue;
  47
  48 #ifdef XFS_BUF_LOCK_TRACKING
  49 # define XB_SET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder = current->pid)
  50 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     ((bp)->b_last_holder = -1)
  51 # define XB_GET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder)
  52 #else
  53 # define XB_SET_OWNER(bp)       do { } while (0)
  54 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     do { } while (0)
  55 # define XB_GET_OWNER(bp)       do { } while (0)
  56 #endif
  57
  58 #define xb_to_gfp(flags) \
  59         ((((flags) & XBF_READ_AHEAD) ? __GFP_NORETRY : GFP_NOFS) | __GFP_NOWARN)
  60
  61
  62 static inline int
  63 xfs_buf_is_vmapped(
  64         struct xfs_buf  *bp)
  65 {
  66         /*
  67          * Return true if the buffer is vmapped.
  68          *
  69          * b_addr is null if the buffer is not mapped, but the code is clever
  70          * enough to know it doesn't have to map a single page, so the check has
  71          * to be both for b_addr and bp->b_page_count > 1.
  72          */
  73         return bp->b_addr && bp->b_page_count > 1;
  74 }
  75
  76 static inline int
  77 xfs_buf_vmap_len(
  78         struct xfs_buf  *bp)
  79 {
  80         return (bp->b_page_count * PAGE_SIZE) - bp->b_offset;
  81 }
  82
  83 /*
  84  * xfs_buf_lru_add - add a buffer to the LRU.
  85  *
  86  * The LRU takes a new reference to the buffer so that it will only be freed
  87  * once the shrinker takes the buffer off the LRU.
  88  */
  89 STATIC void
  90 xfs_buf_lru_add(
  91         struct xfs_buf  *bp)
  92 {
  93         struct xfs_buftarg *btp = bp->b_target;
  94
  95         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
  96         if (list_empty(&bp->b_lru)) {
  97                 atomic_inc(&bp->b_hold);
  98                 list_add_tail(&bp->b_lru, &btp->bt_lru);
  99                 btp->bt_lru_nr++;
 100                 bp->b_lru_flags &= ~_XBF_LRU_DISPOSE;
 101         }
 102         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
 103 }
 104
 105 /*
 106  * xfs_buf_lru_del - remove a buffer from the LRU
 107  *
 108  * The unlocked check is safe here because it only occurs when there are not
 109  * b_lru_ref counts left on the inode under the pag->pag_buf_lock. it is there
 110  * to optimise the shrinker removing the buffer from the LRU and calling
 111  * xfs_buf_free(). i.e. it removes an unnecessary round trip on the
 112  * bt_lru_lock.
 113  */
 114 STATIC void
 115 xfs_buf_lru_del(
 116         struct xfs_buf  *bp)
 117 {
 118         struct xfs_buftarg *btp = bp->b_target;
 119
 120         if (list_empty(&bp->b_lru))
 121                 return;
 122
 123         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
 124         if (!list_empty(&bp->b_lru)) {
 125                 list_del_init(&bp->b_lru);
 126                 btp->bt_lru_nr--;
 127         }
 128         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
 129 }
 130
 131 /*
 132  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
 133  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
 134  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
 135  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
 136  *
 137  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
 138  */
 139 void
 140 xfs_buf_stale(
 141         struct xfs_buf  *bp)
 142 {
 143         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
 144
 145         bp->b_flags |= XBF_STALE;
 146
 147         /*
 148          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
 149          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
 150          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
 151          */
 152         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
 153
 154         atomic_set(&(bp)->b_lru_ref, 0);
 155         if (!list_empty(&bp->b_lru)) {
 156                 struct xfs_buftarg *btp = bp->b_target;
 157
 158                 spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
 159                 if (!list_empty(&bp->b_lru) &&
 160                     !(bp->b_lru_flags & _XBF_LRU_DISPOSE)) {
 161                         list_del_init(&bp->b_lru);
 162                         btp->bt_lru_nr--;
 163                         atomic_dec(&bp->b_hold);
 164                 }
 165                 spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
 166         }
 167         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
 168 }
 169
 170 static int
 171 xfs_buf_get_maps(
 172         struct xfs_buf          *bp,
 173         int                     map_count)
 174 {
 175         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
 176         bp->b_map_count = map_count;
 177
 178         if (map_count == 1) {
 179                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
 180                 return 0;
 181         }
 182
 183         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
 184                                 KM_NOFS);
 185         if (!bp->b_maps)
 186                 return ENOMEM;
 187         return 0;
 188 }
 189
 190 /*
 191  *      Frees b_pages if it was allocated.
 192  */
 193 static void
 194 xfs_buf_free_maps(
 195         struct xfs_buf  *bp)
 196 {
 197         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
 198                 kmem_free(bp->b_maps);
 199                 bp->b_maps = NULL;
 200         }
 201 }
 202
 203 struct xfs_buf *
 204 _xfs_buf_alloc(
 205         struct xfs_buftarg      *target,
 206         struct xfs_buf_map      *map,
 207         int                     nmaps,
 208         xfs_buf_flags_t         flags)
 209 {
 210         struct xfs_buf          *bp;
 211         int                     error;
 212         int                     i;
 213
 214         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
 215         if (unlikely(!bp))
 216                 return NULL;
 217
 218         /*
 219          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
 220          * specifically set by later operations on the buffer.
 221          */
 222         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 223
 224         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
 225         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
 226         init_completion(&bp->b_iowait);
 227         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
 228         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
 229         RB_CLEAR_NODE(&bp->b_rbnode);
 230         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
 231         XB_SET_OWNER(bp);
 232         bp->b_target = target;
 233         bp->b_flags = flags;
 234
 235         /*
 236          * Set length and io_length to the same value initially.
 237          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
 238          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
 239          */
 240         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
 241         if (error)  {
 242                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 243                 return NULL;
 244         }
 245
 246         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
 247         bp->b_length = 0;
 248         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
 249                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
 250                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
 251                 bp->b_length += map[i].bm_len;
 252         }
 253         bp->b_io_length = bp->b_length;
 254
 255         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
 256         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
 257
 258         XFS_STATS_INC(xb_create);
 259         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
 260
 261         return bp;
 262 }
 263
 264 /*
 265  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
 266  *      of pages, and point the page buf at it.
 267  */
 268 STATIC int
 269 _xfs_buf_get_pages(
 270         xfs_buf_t               *bp,
 271         int                     page_count,
 272         xfs_buf_flags_t         flags)
 273 {
 274         /* Make sure that we have a page list */
 275         if (bp->b_pages == NULL) {
 276                 bp->b_page_count = page_count;
 277                 if (page_count <= XB_PAGES) {
 278                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
 279                 } else {
 280                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
 281                                                  page_count, KM_NOFS);
 282                         if (bp->b_pages == NULL)
 283                                 return -ENOMEM;
 284                 }
 285                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
 286         }
 287         return 0;
 288 }
 289
 290 /*
 291  *      Frees b_pages if it was allocated.
 292  */
 293 STATIC void
 294 _xfs_buf_free_pages(
 295         xfs_buf_t       *bp)
 296 {
 297         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
 298                 kmem_free(bp->b_pages);
 299                 bp->b_pages = NULL;
 300         }
 301 }
 302
 303 /*
 304  *      Releases the specified buffer.
 305  *
 306  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
 307  *      The buffer must not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
 308  *      hashed and refcounted buffers
 309  */
 310 void
 311 xfs_buf_free(
 312         xfs_buf_t               *bp)
 313 {
 314         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
 315
 316         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 317
 318         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
 319                 uint            i;
 320
 321                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
 322                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
 323                                         bp->b_page_count);
 324
 325                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 326                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
 327
 328                         __free_page(page);
 329                 }
 330         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
 331                 kmem_free(bp->b_addr);
 332         _xfs_buf_free_pages(bp);
 333         xfs_buf_free_maps(bp);
 334         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 335 }
 336
 337 /*
 338  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
 339  */
 340 STATIC int
 341 xfs_buf_allocate_memory(
 342         xfs_buf_t               *bp,
 343         uint                    flags)
 344 {
 345         size_t                  size;
 346         size_t                  nbytes, offset;
 347         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
 348         unsigned short          page_count, i;
 349         xfs_off_t               start, end;
 350         int                     error;
 351
 352         /*
 353          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
 354          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
 355          * page arrays to keep allocation down to order 0.
 356          */
 357         size = BBTOB(bp->b_length);
 358         if (size < PAGE_SIZE) {
 359                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
 360                 if (!bp->b_addr) {
 361                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
 362                         goto use_alloc_page;
 363                 }
 364
 365                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
 366                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
 367                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
 368                         kmem_free(bp->b_addr);
 369                         bp->b_addr = NULL;
 370                         goto use_alloc_page;
 371                 }
 372                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
 373                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
 374                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
 375                 bp->b_page_count = 1;
 376                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
 377                 return 0;
 378         }
 379
 380 use_alloc_page:
 381         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
 382         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
 383                                                                 >> PAGE_SHIFT;
 384         page_count = end - start;
 385         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, flags);
 386         if (unlikely(error))
 387                 return error;
 388
 389         offset = bp->b_offset;
 390         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 391
 392         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 393                 struct page     *page;
 394                 uint            retries = 0;
 395 retry:
 396                 page = alloc_page(gfp_mask);
 397                 if (unlikely(page == NULL)) {
 398                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
 399                                 bp->b_page_count = i;
 400                                 error = ENOMEM;
 401                                 goto out_free_pages;
 402                         }
 403
 404                         /*
 405                          * This could deadlock.
 406                          *
 407                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
 408                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
 409                          */
 410                         if (!(++retries % 100))
 411                                 xfs_err(NULL,
 412                 "possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
 413                                         __func__, gfp_mask);
 414
 415                         XFS_STATS_INC(xb_page_retries);
 416                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
 417                         goto retry;
 418                 }
 419
 420                 XFS_STATS_INC(xb_page_found);
 421
 422                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
 423                 size -= nbytes;
 424                 bp->b_pages[i] = page;
 425                 offset = 0;
 426         }
 427         return 0;
 428
 429 out_free_pages:
 430         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
 431                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 432         return error;
 433 }
 434
 435 /*
 436  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
 437  */
 438 STATIC int
 439 _xfs_buf_map_pages(
 440         xfs_buf_t               *bp,
 441         uint                    flags)
 442 {
 443         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
 444         if (bp->b_page_count == 1) {
 445                 /* A single page buffer is always mappable */
 446                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
 447         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
 448                 bp->b_addr = NULL;
 449         } else {
 450                 int retried = 0;
 451
 452                 do {
 453                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
 454                                                 -1, PAGE_KERNEL);
 455                         if (bp->b_addr)
 456                                 break;
 457                         vm_unmap_aliases();
 458                 } while (retried++ <= 1);
 459
 460                 if (!bp->b_addr)
 461                         return -ENOMEM;
 462                 bp->b_addr += bp->b_offset;
 463         }
 464
 465         return 0;
 466 }
 467
 468 /*
 469  *      Finding and Reading Buffers
 470  */
 471
 472 /*
 473  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
 474  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
 475  *      locked. No I/O is implied by this call.
 476  */
 477 xfs_buf_t *
 478 _xfs_buf_find(
 479         struct xfs_buftarg      *btp,
 480         struct xfs_buf_map      *map,
 481         int                     nmaps,
 482         xfs_buf_flags_t         flags,
 483         xfs_buf_t               *new_bp)
 484 {
 485         size_t                  numbytes;
 486         struct xfs_perag        *pag;
 487         struct rb_node          **rbp;
 488         struct rb_node          *parent;
 489         xfs_buf_t               *bp;
 490         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
 491         xfs_daddr_t             eofs;
 492         int                     numblks = 0;
 493         int                     i;
 494
 495         for (i = 0; i < nmaps; i++)
 496                 numblks += map[i].bm_len;
 497         numbytes = BBTOB(numblks);
 498
 499         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
 500         ASSERT(!(numbytes < (1 << btp->bt_sshift)));
 501         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_smask));
 502
 503         /*
 504          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
 505          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
 506          */
 507         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
 508         if (blkno >= eofs) {
 509                 /*
 510                  * XXX (dgc): we should really be returning EFSCORRUPTED here,
 511                  * but none of the higher level infrastructure supports
 512                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
 513                  */
 514                 xfs_alert(btp->bt_mount,
 515                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
 516                           __func__, blkno, eofs);
 517                 WARN_ON(1);
 518                 return NULL;
 519         }
 520
 521         /* get tree root */
 522         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
 523                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
 524
 525         /* walk tree */
 526         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
 527         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
 528         parent = NULL;
 529         bp = NULL;
 530         while (*rbp) {
 531                 parent = *rbp;
 532                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
 533
 534                 if (blkno < bp->b_bn)
 535                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
 536                 else if (blkno > bp->b_bn)
 537                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
 538                 else {
 539                         /*
 540                          * found a block number match. If the range doesn't
 541                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
 542                          * in the cache is stale and the transaction that made
 543                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
 544                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
 545                          * continue searching to the right for an exact match.
 546                          */
 547                         if (bp->b_length != numblks) {
 548                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
 549                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
 550                                 continue;
 551                         }
 552                         atomic_inc(&bp->b_hold);
 553                         goto found;
 554                 }
 555         }
 556
 557         /* No match found */
 558         if (new_bp) {
 559                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
 560                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 561                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
 562                 new_bp->b_pag = pag;
 563                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 564         } else {
 565                 XFS_STATS_INC(xb_miss_locked);
 566                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 567                 xfs_perag_put(pag);
 568         }
 569         return new_bp;
 570
 571 found:
 572         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 573         xfs_perag_put(pag);
 574
 575         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
 576                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
 577                         xfs_buf_rele(bp);
 578                         XFS_STATS_INC(xb_busy_locked);
 579                         return NULL;
 580                 }
 581                 xfs_buf_lock(bp);
 582                 XFS_STATS_INC(xb_get_locked_waited);
 583         }
 584
 585         /*
 586          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
 587          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
 588          * intact here.
 589          */
 590         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
 591                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
 592                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
 593                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
 594                 bp->b_ops = NULL;
 595         }
 596
 597         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
 598         XFS_STATS_INC(xb_get_locked);
 599         return bp;
 600 }
 601
 602 /*
 603  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
 604  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
 605  * more hits than misses.
 606  */
 607 struct xfs_buf *
 608 xfs_buf_get_map(
 609         struct xfs_buftarg      *target,
 610         struct xfs_buf_map      *map,
 611         int                     nmaps,
 612         xfs_buf_flags_t         flags)
 613 {
 614         struct xfs_buf          *bp;
 615         struct xfs_buf          *new_bp;
 616         int                     error = 0;
 617
 618         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
 619         if (likely(bp))
 620                 goto found;
 621
 622         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
 623         if (unlikely(!new_bp))
 624                 return NULL;
 625
 626         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
 627         if (error) {
 628                 xfs_buf_free(new_bp);
 629                 return NULL;
 630         }
 631
 632         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
 633         if (!bp) {
 634                 xfs_buf_free(new_bp);
 635                 return NULL;
 636         }
 637
 638         if (bp != new_bp)
 639                 xfs_buf_free(new_bp);
 640
 641 found:
 642         if (!bp->b_addr) {
 643                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
 644                 if (unlikely(error)) {
 645                         xfs_warn(target->bt_mount,
 646                                 "%s: failed to map pages\n", __func__);
 647                         xfs_buf_relse(bp);
 648                         return NULL;
 649                 }
 650         }
 651
 652         XFS_STATS_INC(xb_get);
 653         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
 654         return bp;
 655 }
 656
 657 STATIC int
 658 _xfs_buf_read(
 659         xfs_buf_t               *bp,
 660         xfs_buf_flags_t         flags)
 661 {
 662         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
 663         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
 664
 665         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 666         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 667
 668         xfs_buf_iorequest(bp);
 669         if (flags & XBF_ASYNC)
 670                 return 0;
 671         return xfs_buf_iowait(bp);
 672 }
 673
 674 xfs_buf_t *
 675 xfs_buf_read_map(
 676         struct xfs_buftarg      *target,
 677         struct xfs_buf_map      *map,
 678         int                     nmaps,
 679         xfs_buf_flags_t         flags,
 680         const struct xfs_buf_ops *ops)
 681 {
 682         struct xfs_buf          *bp;
 683
 684         flags |= XBF_READ;
 685
 686         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
 687         if (bp) {
 688                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
 689
 690                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
 691                         XFS_STATS_INC(xb_get_read);
 692                         bp->b_ops = ops;
 693                         _xfs_buf_read(bp, flags);
 694                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
 695                         /*
 696                          * Read ahead call which is already satisfied,
 697                          * drop the buffer
 698                          */
 699                         xfs_buf_relse(bp);
 700                         return NULL;
 701                 } else {
 702                         /* We do not want read in the flags */
 703                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
 704                 }
 705         }
 706
 707         return bp;
 708 }
 709
 710 /*
 711  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
 712  *      safe manner.
 713  */
 714 void
 715 xfs_buf_readahead_map(
 716         struct xfs_buftarg      *target,
 717         struct xfs_buf_map      *map,
 718         int                     nmaps,
 719         const struct xfs_buf_ops *ops)
 720 {
 721         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
 722                 return;
 723
 724         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
 725                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
 726 }
 727
 728 /*
 729  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
 730  * buffer containing the disk contents or nothing.
 731  */
 732 struct xfs_buf *
 733 xfs_buf_read_uncached(
 734         struct xfs_buftarg      *target,
 735         xfs_daddr_t             daddr,
 736         size_t                  numblks,
 737         int                     flags,
 738         const struct xfs_buf_ops *ops)
 739 {
 740         struct xfs_buf          *bp;
 741
 742         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
 743         if (!bp)
 744                 return NULL;
 745
 746         /* set up the buffer for a read IO */
 747         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 748         bp->b_bn = daddr;
 749         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
 750         bp->b_flags |= XBF_READ;
 751         bp->b_ops = ops;
 752
 753         xfsbdstrat(target->bt_mount, bp);
 754         xfs_buf_iowait(bp);
 755         return bp;
 756 }
 757
 758 /*
 759  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
 760  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
 761  */
 762 void
 763 xfs_buf_set_empty(
 764         struct xfs_buf          *bp,
 765         size_t                  numblks)
 766 {
 767         if (bp->b_pages)
 768                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 769
 770         bp->b_pages = NULL;
 771         bp->b_page_count = 0;
 772         bp->b_addr = NULL;
 773         bp->b_length = numblks;
 774         bp->b_io_length = numblks;
 775
 776         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 777         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 778         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 779         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
 780 }
 781
 782 static inline struct page *
 783 mem_to_page(
 784         void                    *addr)
 785 {
 786         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
 787                 return virt_to_page(addr);
 788         } else {
 789                 return vmalloc_to_page(addr);
 790         }
 791 }
 792
 793 int
 794 xfs_buf_associate_memory(
 795         xfs_buf_t               *bp,
 796         void                    *mem,
 797         size_t                  len)
 798 {
 799         int                     rval;
 800         int                     i = 0;
 801         unsigned long           pageaddr;
 802         unsigned long           offset;
 803         size_t                  buflen;
 804         int                     page_count;
 805
 806         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
 807         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
 808         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
 809         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
 810
 811         /* Free any previous set of page pointers */
 812         if (bp->b_pages)
 813                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 814
 815         bp->b_pages = NULL;
 816         bp->b_addr = mem;
 817
 818         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
 819         if (rval)
 820                 return rval;
 821
 822         bp->b_offset = offset;
 823
 824         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 825                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
 826                 pageaddr += PAGE_SIZE;
 827         }
 828
 829         bp->b_io_length = BTOBB(len);
 830         bp->b_length = BTOBB(buflen);
 831
 832         return 0;
 833 }
 834
 835 xfs_buf_t *
 836 xfs_buf_get_uncached(
 837         struct xfs_buftarg      *target,
 838         size_t                  numblks,
 839         int                     flags)
 840 {
 841         unsigned long           page_count;
 842         int                     error, i;
 843         struct xfs_buf          *bp;
 844         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
 845
 846         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
 847         if (unlikely(bp == NULL))
 848                 goto fail;
 849
 850         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
 851         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
 852         if (error)
 853                 goto fail_free_buf;
 854
 855         for (i = 0; i < page_count; i++) {
 856                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
 857                 if (!bp->b_pages[i])
 858                         goto fail_free_mem;
 859         }
 860         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 861
 862         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
 863         if (unlikely(error)) {
 864                 xfs_warn(target->bt_mount,
 865                         "%s: failed to map pages\n", __func__);
 866                 goto fail_free_mem;
 867         }
 868
 869         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
 870         return bp;
 871
 872  fail_free_mem:
 873         while (--i >= 0)
 874                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 875         _xfs_buf_free_pages(bp);
 876  fail_free_buf:
 877         xfs_buf_free_maps(bp);
 878         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 879  fail:
 880         return NULL;
 881 }
 882
 883 /*
 884  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
 885  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
 886  *      Must hold the buffer already to call this function.
 887  */
 888 void
 889 xfs_buf_hold(
 890         xfs_buf_t               *bp)
 891 {
 892         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
 893         atomic_inc(&bp->b_hold);
 894 }
 895
 896 /*
 897  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
 898  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
 899  */
 900 void
 901 xfs_buf_rele(
 902         xfs_buf_t               *bp)
 903 {
 904         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
 905
 906         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
 907
 908         if (!pag) {
 909                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 910                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 911                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
 912                         xfs_buf_free(bp);
 913                 return;
 914         }
 915
 916         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 917
 918         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
 919         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
 920                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) &&
 921                            atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
 922                         xfs_buf_lru_add(bp);
 923                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 924                 } else {
 925                         xfs_buf_lru_del(bp);
 926                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
 927                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 928                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 929                         xfs_perag_put(pag);
 930                         xfs_buf_free(bp);
 931                 }
 932         }
 933 }
 934
 935
 936 /*
 937  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
 938  *
 939  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
 940  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
 941  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
 942  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
 943  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
 944  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
 945  *      to push on stale inode buffers.
 946  */
 947 int
 948 xfs_buf_trylock(
 949         struct xfs_buf          *bp)
 950 {
 951         int                     locked;
 952
 953         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
 954         if (locked)
 955                 XB_SET_OWNER(bp);
 956
 957         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
 958         return locked;
 959 }
 960
 961 /*
 962  *      Lock a buffer object.
 963  *
 964  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
 965  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
 966  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
 967  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
 968  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
 969  */
 970 void
 971 xfs_buf_lock(
 972         struct xfs_buf          *bp)
 973 {
 974         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
 975
 976         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
 977                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
 978         down(&bp->b_sema);
 979         XB_SET_OWNER(bp);
 980
 981         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
 982 }
 983
 984 void
 985 xfs_buf_unlock(
 986         struct xfs_buf          *bp)
 987 {
 988         XB_CLEAR_OWNER(bp);
 989         up(&bp->b_sema);
 990
 991         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
 992 }
 993
 994 STATIC void
 995 xfs_buf_wait_unpin(
 996         xfs_buf_t               *bp)
 997 {
 998         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
 999
1000         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1001                 return;
1002
1003         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1004         for (;;) {
1005                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1006                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1007                         break;
1008                 io_schedule();
1009         }
1010         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1011         set_current_state(TASK_RUNNING);
1012 }
1013
1014 /*
1015  *      Buffer Utility Routines
1016  */
1017
1018 STATIC void
1019 xfs_buf_iodone_work(
1020         struct work_struct      *work)
1021 {
1022         struct xfs_buf          *bp =
1023                 container_of(work, xfs_buf_t, b_iodone_work);
1024         bool                    read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1025
1026         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1027
1028         /* only validate buffers that were read without errors */
1029         if (read && bp->b_ops && !bp->b_error && (bp->b_flags & XBF_DONE))
1030                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1031
1032         if (bp->b_iodone)
1033                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1034         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1035                 xfs_buf_relse(bp);
1036         else {
1037                 ASSERT(read && bp->b_ops);
1038                 complete(&bp->b_iowait);
1039         }
1040 }
1041
1042 void
1043 xfs_buf_ioend(
1044         struct xfs_buf  *bp,
1045         int             schedule)
1046 {
1047         bool            read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1048
1049         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1050
1051         if (bp->b_error == 0)
1052                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1053
1054         if (bp->b_iodone || (read && bp->b_ops) || (bp->b_flags & XBF_ASYNC)) {
1055                 if (schedule) {
1056                         INIT_WORK(&bp->b_iodone_work, xfs_buf_iodone_work);
1057                         queue_work(xfslogd_workqueue, &bp->b_iodone_work);
1058                 } else {
1059                         xfs_buf_iodone_work(&bp->b_iodone_work);
1060                 }
1061         } else {
1062                 bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1063                 complete(&bp->b_iowait);
1064         }
1065 }
1066
1067 void
1068 xfs_buf_ioerror(
1069         xfs_buf_t               *bp,
1070         int                     error)
1071 {
1072         ASSERT(error >= 0 && error <= 0xffff);
1073         bp->b_error = (unsigned short)error;
1074         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1075 }
1076
1077 void
1078 xfs_buf_ioerror_alert(
1079         struct xfs_buf          *bp,
1080         const char              *func)
1081 {
1082         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1083 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1084                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, bp->b_error, bp->b_length);
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Called when we want to stop a buffer from getting written or read.
1089  * We attach the EIO error, muck with its flags, and call xfs_buf_ioend
1090  * so that the proper iodone callbacks get called.
1091  */
1092 STATIC int
1093 xfs_bioerror(
1094         xfs_buf_t *bp)
1095 {
1096 #ifdef XFSERRORDEBUG
1097         ASSERT(XFS_BUF_ISREAD(bp) || bp->b_iodone);
1098 #endif
1099
1100         /*
1101          * No need to wait until the buffer is unpinned, we aren't flushing it.
1102          */
1103         xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1104
1105         /*
1106          * We're calling xfs_buf_ioend, so delete XBF_DONE flag.
1107          */
1108         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1109         XFS_BUF_UNDONE(bp);
1110         xfs_buf_stale(bp);
1111
1112         xfs_buf_ioend(bp, 0);
1113
1114         return EIO;
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Same as xfs_bioerror, except that we are releasing the buffer
1119  * here ourselves, and avoiding the xfs_buf_ioend call.
1120  * This is meant for userdata errors; metadata bufs come with
1121  * iodone functions attached, so that we can track down errors.
1122  */
1123 STATIC int
1124 xfs_bioerror_relse(
1125         struct xfs_buf  *bp)
1126 {
1127         int64_t         fl = bp->b_flags;
1128         /*
1129          * No need to wait until the buffer is unpinned.
1130          * We aren't flushing it.
1131          *
1132          * chunkhold expects B_DONE to be set, whether
1133          * we actually finish the I/O or not. We don't want to
1134          * change that interface.
1135          */
1136         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1137         XFS_BUF_DONE(bp);
1138         xfs_buf_stale(bp);
1139         bp->b_iodone = NULL;
1140         if (!(fl & XBF_ASYNC)) {
1141                 /*
1142                  * Mark b_error and B_ERROR _both_.
1143                  * Lot's of chunkcache code assumes that.
1144                  * There's no reason to mark error for
1145                  * ASYNC buffers.
1146                  */
1147                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1148                 complete(&bp->b_iowait);
1149         } else {
1150                 xfs_buf_relse(bp);
1151         }
1152
1153         return EIO;
1154 }
1155
1156 STATIC int
1157 xfs_bdstrat_cb(
1158         struct xfs_buf  *bp)
1159 {
1160         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1161                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1162                 /*
1163                  * Metadata write that didn't get logged but
1164                  * written delayed anyway. These aren't associated
1165                  * with a transaction, and can be ignored.
1166                  */
1167                 if (!bp->b_iodone && !XFS_BUF_ISREAD(bp))
1168                         return xfs_bioerror_relse(bp);
1169                 else
1170                         return xfs_bioerror(bp);
1171         }
1172
1173         xfs_buf_iorequest(bp);
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 int
1178 xfs_bwrite(
1179         struct xfs_buf          *bp)
1180 {
1181         int                     error;
1182
1183         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1184
1185         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1186         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q);
1187
1188         xfs_bdstrat_cb(bp);
1189
1190         error = xfs_buf_iowait(bp);
1191         if (error) {
1192                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1193                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1194         }
1195         return error;
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Wrapper around bdstrat so that we can stop data from going to disk in case
1200  * we are shutting down the filesystem.  Typically user data goes thru this
1201  * path; one of the exceptions is the superblock.
1202  */
1203 void
1204 xfsbdstrat(
1205         struct xfs_mount        *mp,
1206         struct xfs_buf          *bp)
1207 {
1208         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1209                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1210                 xfs_bioerror_relse(bp);
1211                 return;
1212         }
1213
1214         xfs_buf_iorequest(bp);
1215 }
1216
1217 STATIC void
1218 _xfs_buf_ioend(
1219         xfs_buf_t               *bp,
1220         int                     schedule)
1221 {
1222         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1223                 xfs_buf_ioend(bp, schedule);
1224 }
1225
1226 STATIC void
1227 xfs_buf_bio_end_io(
1228         struct bio              *bio,
1229         int                     error)
1230 {
1231         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1232
1233         /*
1234          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1235          * buffers that require multiple bios to complete.
1236          */
1237         if (!bp->b_error)
1238                 xfs_buf_ioerror(bp, -error);
1239
1240         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1241                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1242
1243         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1244         bio_put(bio);
1245 }
1246
1247 static void
1248 xfs_buf_ioapply_map(
1249         struct xfs_buf  *bp,
1250         int             map,
1251         int             *buf_offset,
1252         int             *count,
1253         int             rw)
1254 {
1255         int             page_index;
1256         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1257         int             nr_pages;
1258         struct bio      *bio;
1259         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1260         int             size;
1261         int             offset;
1262
1263         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1264
1265         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1266         page_index = 0;
1267         offset = *buf_offset;
1268         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1269                 page_index++;
1270                 offset -= PAGE_SIZE;
1271         }
1272
1273         /*
1274          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1275          * remaining IO count for the next time around.
1276          */
1277         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1278         *count -= size;
1279         *buf_offset += size;
1280
1281 next_chunk:
1282         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1283         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1284         if (nr_pages > total_nr_pages)
1285                 nr_pages = total_nr_pages;
1286
1287         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1288         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1289         bio->bi_sector = sector;
1290         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1291         bio->bi_private = bp;
1292
1293
1294         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1295                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1296
1297                 if (nbytes > size)
1298                         nbytes = size;
1299
1300                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1301                                       offset);
1302                 if (rbytes < nbytes)
1303                         break;
1304
1305                 offset = 0;
1306                 sector += BTOBB(nbytes);
1307                 size -= nbytes;
1308                 total_nr_pages--;
1309         }
1310
1311         if (likely(bio->bi_size)) {
1312                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1313                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1314                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1315                 }
1316                 submit_bio(rw, bio);
1317                 if (size)
1318                         goto next_chunk;
1319         } else {
1320                 /*
1321                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1322                  * because the caller (xfs_buf_iorequest) holds a count itself.
1323                  */
1324                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1325                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1326                 bio_put(bio);
1327         }
1328
1329 }
1330
1331 STATIC void
1332 _xfs_buf_ioapply(
1333         struct xfs_buf  *bp)
1334 {
1335         struct blk_plug plug;
1336         int             rw;
1337         int             offset;
1338         int             size;
1339         int             i;
1340
1341         /*
1342          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1343          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1344          */
1345         bp->b_error = 0;
1346
1347         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1348                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1349                         rw = WRITE_SYNC;
1350                 else
1351                         rw = WRITE;
1352                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1353                         rw |= REQ_FUA;
1354                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1355                         rw |= REQ_FLUSH;
1356
1357                 /*
1358                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1359                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1360                  * the IO should not be dispatched.
1361                  */
1362                 if (bp->b_ops) {
1363                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1364                         if (bp->b_error) {
1365                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1366                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1367                                 return;
1368                         }
1369                 }
1370         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1371                 rw = READA;
1372         } else {
1373                 rw = READ;
1374         }
1375
1376         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1377         rw |= REQ_META;
1378
1379         /*
1380          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1381          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1382          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1383          * subsequent call.
1384          */
1385         offset = bp->b_offset;
1386         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1387         blk_start_plug(&plug);
1388         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1389                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1390                 if (bp->b_error)
1391                         break;
1392                 if (size <= 0)
1393                         break;  /* all done */
1394         }
1395         blk_finish_plug(&plug);
1396 }
1397
1398 void
1399 xfs_buf_iorequest(
1400         xfs_buf_t               *bp)
1401 {
1402         trace_xfs_buf_iorequest(bp, _RET_IP_);
1403
1404         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1405
1406         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1407                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1408         xfs_buf_hold(bp);
1409
1410         /* Set the count to 1 initially, this will stop an I/O
1411          * completion callout which happens before we have started
1412          * all the I/O from calling xfs_buf_ioend too early.
1413          */
1414         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1415         _xfs_buf_ioapply(bp);
1416         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1417
1418         xfs_buf_rele(bp);
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Waits for I/O to complete on the buffer supplied.  It returns immediately if
1423  * no I/O is pending or there is already a pending error on the buffer.  It
1424  * returns the I/O error code, if any, or 0 if there was no error.
1425  */
1426 int
1427 xfs_buf_iowait(
1428         xfs_buf_t               *bp)
1429 {
1430         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1431
1432         if (!bp->b_error)
1433                 wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1434
1435         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1436         return bp->b_error;
1437 }
1438
1439 xfs_caddr_t
1440 xfs_buf_offset(
1441         xfs_buf_t               *bp,
1442         size_t                  offset)
1443 {
1444         struct page             *page;
1445
1446         if (bp->b_addr)
1447                 return bp->b_addr + offset;
1448
1449         offset += bp->b_offset;
1450         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1451         return (xfs_caddr_t)page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1452 }
1453
1454 /*
1455  *      Move data into or out of a buffer.
1456  */
1457 void
1458 xfs_buf_iomove(
1459         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1460         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1461         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1462         void                    *data,  /* data address                 */
1463         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1464 {
1465         size_t                  bend;
1466
1467         bend = boff + bsize;
1468         while (boff < bend) {
1469                 struct page     *page;
1470                 int             page_index, page_offset, csize;
1471
1472                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1473                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1474                 page = bp->b_pages[page_index];
1475                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1476                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1477
1478                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1479
1480                 switch (mode) {
1481                 case XBRW_ZERO:
1482                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1483                         break;
1484                 case XBRW_READ:
1485                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1486                         break;
1487                 case XBRW_WRITE:
1488                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1489                 }
1490
1491                 boff += csize;
1492                 data += csize;
1493         }
1494 }
1495
1496 /*
1497  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1498  */
1499
1500 /*
1501  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1502  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1503  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1504  */
1505 void
1506 xfs_wait_buftarg(
1507         struct xfs_buftarg      *btp)
1508 {
1509         struct xfs_buf          *bp;
1510
1511 restart:
1512         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
1513         while (!list_empty(&btp->bt_lru)) {
1514                 bp = list_first_entry(&btp->bt_lru, struct xfs_buf, b_lru);
1515                 if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1516                         trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1517                         list_move_tail(&bp->b_lru, &btp->bt_lru);
1518                         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1519                         delay(100);
1520                         goto restart;
1521                 }
1522                 /*
1523                  * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1524                  * ignored in xfs_buf_rele().
1525                  */
1526                 atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1527                 spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1528                 xfs_buf_rele(bp);
1529                 spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
1530         }
1531         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1532 }
1533
1534 int
1535 xfs_buftarg_shrink(
1536         struct shrinker         *shrink,
1537         struct shrink_control   *sc)
1538 {
1539         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1540                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1541         struct xfs_buf          *bp;
1542         int nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1543         LIST_HEAD(dispose);
1544
1545         if (!nr_to_scan)
1546                 return btp->bt_lru_nr;
1547
1548         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
1549         while (!list_empty(&btp->bt_lru)) {
1550                 if (nr_to_scan-- <= 0)
1551                         break;
1552
1553                 bp = list_first_entry(&btp->bt_lru, struct xfs_buf, b_lru);
1554
1555                 /*
1556                  * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1557                  * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1558                  * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1559                  */
1560                 if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1561                         list_move_tail(&bp->b_lru, &btp->bt_lru);
1562                         continue;
1563                 }
1564
1565                 /*
1566                  * remove the buffer from the LRU now to avoid needing another
1567                  * lock round trip inside xfs_buf_rele().
1568                  */
1569                 list_move(&bp->b_lru, &dispose);
1570                 btp->bt_lru_nr--;
1571                 bp->b_lru_flags |= _XBF_LRU_DISPOSE;
1572         }
1573         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1574
1575         while (!list_empty(&dispose)) {
1576                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1577                 list_del_init(&bp->b_lru);
1578                 xfs_buf_rele(bp);
1579         }
1580
1581         return btp->bt_lru_nr;
1582 }
1583
1584 void
1585 xfs_free_buftarg(
1586         struct xfs_mount        *mp,
1587         struct xfs_buftarg      *btp)
1588 {
1589         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1590
1591         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1592                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1593
1594         kmem_free(btp);
1595 }
1596
1597 STATIC int
1598 xfs_setsize_buftarg_flags(
1599         xfs_buftarg_t           *btp,
1600         unsigned int            blocksize,
1601         unsigned int            sectorsize,
1602         int                     verbose)
1603 {
1604         btp->bt_bsize = blocksize;
1605         btp->bt_sshift = ffs(sectorsize) - 1;
1606         btp->bt_smask = sectorsize - 1;
1607
1608         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1609                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1610
1611                 bdevname(btp->bt_bdev, name);
1612
1613                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1614                         "Cannot set_blocksize to %u on device %s\n",
1615                         sectorsize, name);
1616                 return EINVAL;
1617         }
1618
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 /*
1623  *      When allocating the initial buffer target we have not yet
1624  *      read in the superblock, so don't know what sized sectors
1625  *      are being used at this early stage.  Play safe.
1626  */
1627 STATIC int
1628 xfs_setsize_buftarg_early(
1629         xfs_buftarg_t           *btp,
1630         struct block_device     *bdev)
1631 {
1632         return xfs_setsize_buftarg_flags(btp,
1633                         PAGE_SIZE, bdev_logical_block_size(bdev), 0);
1634 }
1635
1636 int
1637 xfs_setsize_buftarg(
1638         xfs_buftarg_t           *btp,
1639         unsigned int            blocksize,
1640         unsigned int            sectorsize)
1641 {
1642         return xfs_setsize_buftarg_flags(btp, blocksize, sectorsize, 1);
1643 }
1644
1645 xfs_buftarg_t *
1646 xfs_alloc_buftarg(
1647         struct xfs_mount        *mp,
1648         struct block_device     *bdev,
1649         int                     external,
1650         const char              *fsname)
1651 {
1652         xfs_buftarg_t           *btp;
1653
1654         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1655
1656         btp->bt_mount = mp;
1657         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1658         btp->bt_bdev = bdev;
1659         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1660         if (!btp->bt_bdi)
1661                 goto error;
1662
1663         INIT_LIST_HEAD(&btp->bt_lru);
1664         spin_lock_init(&btp->bt_lru_lock);
1665         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1666                 goto error;
1667         btp->bt_shrinker.shrink = xfs_buftarg_shrink;
1668         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1669         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1670         return btp;
1671
1672 error:
1673         kmem_free(btp);
1674         return NULL;
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Add a buffer to the delayed write list.
1679  *
1680  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1681  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1682  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1683  * to the callers.
1684  *
1685  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1686  * been on the buffer list.
1687  */
1688 bool
1689 xfs_buf_delwri_queue(
1690         struct xfs_buf          *bp,
1691         struct list_head        *list)
1692 {
1693         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1694         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1695
1696         /*
1697          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1698          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1699          * case.
1700          */
1701         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1702                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1703                 return false;
1704         }
1705
1706         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1707
1708         /*
1709          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1710          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1711          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1712          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1713          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1714          * which case we need just need to re-add the flag here.
1715          */
1716         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1717         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1718                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1719                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1720         }
1721
1722         return true;
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Compare function is more complex than it needs to be because
1727  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1728  * on 64 bit values
1729  */
1730 static int
1731 xfs_buf_cmp(
1732         void            *priv,
1733         struct list_head *a,
1734         struct list_head *b)
1735 {
1736         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1737         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1738         xfs_daddr_t             diff;
1739
1740         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1741         if (diff < 0)
1742                 return -1;
1743         if (diff > 0)
1744                 return 1;
1745         return 0;
1746 }
1747
1748 static int
1749 __xfs_buf_delwri_submit(
1750         struct list_head        *buffer_list,
1751         struct list_head        *io_list,
1752         bool                    wait)
1753 {
1754         struct blk_plug         plug;
1755         struct xfs_buf          *bp, *n;
1756         int                     pinned = 0;
1757
1758         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1759                 if (!wait) {
1760                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1761                                 pinned++;
1762                                 continue;
1763                         }
1764                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1765                                 continue;
1766                 } else {
1767                         xfs_buf_lock(bp);
1768                 }
1769
1770                 /*
1771                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1772                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1773                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1774                  * reference and remove it from the list here.
1775                  */
1776                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1777                         list_del_init(&bp->b_list);
1778                         xfs_buf_relse(bp);
1779                         continue;
1780                 }
1781
1782                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1783                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1784         }
1785
1786         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1787
1788         blk_start_plug(&plug);
1789         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1790                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC);
1791                 bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1792
1793                 if (!wait) {
1794                         bp->b_flags |= XBF_ASYNC;
1795                         list_del_init(&bp->b_list);
1796                 }
1797                 xfs_bdstrat_cb(bp);
1798         }
1799         blk_finish_plug(&plug);
1800
1801         return pinned;
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Write out a buffer list asynchronously.
1806  *
1807  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1808  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1809  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1810  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1811  * function.
1812  */
1813 int
1814 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1815         struct list_head        *buffer_list)
1816 {
1817         LIST_HEAD               (io_list);
1818         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1819 }
1820
1821 /*
1822  * Write out a buffer list synchronously.
1823  *
1824  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1825  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1826  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1827  * functionality.
1828  */
1829 int
1830 xfs_buf_delwri_submit(
1831         struct list_head        *buffer_list)
1832 {
1833         LIST_HEAD               (io_list);
1834         int                     error = 0, error2;
1835         struct xfs_buf          *bp;
1836
1837         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1838
1839         /* Wait for IO to complete. */
1840         while (!list_empty(&io_list)) {
1841                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1842
1843                 list_del_init(&bp->b_list);
1844                 error2 = xfs_buf_iowait(bp);
1845                 xfs_buf_relse(bp);
1846                 if (!error)
1847                         error = error2;
1848         }
1849
1850         return error;
1851 }
1852
1853 int __init
1854 xfs_buf_init(void)
1855 {
1856         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1857                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1858         if (!xfs_buf_zone)
1859                 goto out;
1860
1861         xfslogd_workqueue = alloc_workqueue("xfslogd",
1862                                         WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 1);
1863         if (!xfslogd_workqueue)
1864                 goto out_free_buf_zone;
1865
1866         return 0;
1867
1868  out_free_buf_zone:
1869         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1870  out:
1871         return -ENOMEM;
1872 }
1873
1874 void
1875 xfs_buf_terminate(void)
1876 {
1877         destroy_workqueue(xfslogd_workqueue);
1878         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1879 }