fs/xfs/xfs_buf.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18 #include "xfs.h"
  19 #include <linux/stddef.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/gfp.h>
  22 #include <linux/pagemap.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/bio.h>
  26 #include <linux/sysctl.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/workqueue.h>
  29 #include <linux/percpu.h>
  30 #include <linux/blkdev.h>
  31 #include <linux/hash.h>
  32 #include <linux/kthread.h>
  33 #include <linux/migrate.h>
  34 #include <linux/backing-dev.h>
  35 #include <linux/freezer.h>
  36
  37 #include "xfs_format.h"
  38 #include "xfs_log_format.h"
  39 #include "xfs_trans_resv.h"
  40 #include "xfs_sb.h"
  41 #include "xfs_mount.h"
  42 #include "xfs_trace.h"
  43 #include "xfs_log.h"
  44
  45 static kmem_zone_t *xfs_buf_zone;
  46
  47 #ifdef XFS_BUF_LOCK_TRACKING
  48 # define XB_SET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder = current->pid)
  49 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     ((bp)->b_last_holder = -1)
  50 # define XB_GET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder)
  51 #else
  52 # define XB_SET_OWNER(bp)       do { } while (0)
  53 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     do { } while (0)
  54 # define XB_GET_OWNER(bp)       do { } while (0)
  55 #endif
  56
  57 #define xb_to_gfp(flags) \
  58         ((((flags) & XBF_READ_AHEAD) ? __GFP_NORETRY : GFP_NOFS) | __GFP_NOWARN)
  59
  60
  61 static inline int
  62 xfs_buf_is_vmapped(
  63         struct xfs_buf  *bp)
  64 {
  65         /*
  66          * Return true if the buffer is vmapped.
  67          *
  68          * b_addr is null if the buffer is not mapped, but the code is clever
  69          * enough to know it doesn't have to map a single page, so the check has
  70          * to be both for b_addr and bp->b_page_count > 1.
  71          */
  72         return bp->b_addr && bp->b_page_count > 1;
  73 }
  74
  75 static inline int
  76 xfs_buf_vmap_len(
  77         struct xfs_buf  *bp)
  78 {
  79         return (bp->b_page_count * PAGE_SIZE) - bp->b_offset;
  80 }
  81
  82 /*
  83  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
  84  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
  85  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
  86  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
  87  *
  88  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
  89  */
  90 void
  91 xfs_buf_stale(
  92         struct xfs_buf  *bp)
  93 {
  94         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
  95
  96         bp->b_flags |= XBF_STALE;
  97
  98         /*
  99          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
 100          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
 101          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
 102          */
 103         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
 104
 105         spin_lock(&bp->b_lock);
 106         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
 107         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE) &&
 108             (list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)))
 109                 atomic_dec(&bp->b_hold);
 110
 111         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
 112         spin_unlock(&bp->b_lock);
 113 }
 114
 115 static int
 116 xfs_buf_get_maps(
 117         struct xfs_buf          *bp,
 118         int                     map_count)
 119 {
 120         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
 121         bp->b_map_count = map_count;
 122
 123         if (map_count == 1) {
 124                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
 125                 return 0;
 126         }
 127
 128         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
 129                                 KM_NOFS);
 130         if (!bp->b_maps)
 131                 return -ENOMEM;
 132         return 0;
 133 }
 134
 135 /*
 136  *      Frees b_pages if it was allocated.
 137  */
 138 static void
 139 xfs_buf_free_maps(
 140         struct xfs_buf  *bp)
 141 {
 142         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
 143                 kmem_free(bp->b_maps);
 144                 bp->b_maps = NULL;
 145         }
 146 }
 147
 148 struct xfs_buf *
 149 _xfs_buf_alloc(
 150         struct xfs_buftarg      *target,
 151         struct xfs_buf_map      *map,
 152         int                     nmaps,
 153         xfs_buf_flags_t         flags)
 154 {
 155         struct xfs_buf          *bp;
 156         int                     error;
 157         int                     i;
 158
 159         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
 160         if (unlikely(!bp))
 161                 return NULL;
 162
 163         /*
 164          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
 165          * specifically set by later operations on the buffer.
 166          */
 167         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 168
 169         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
 170         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
 171         init_completion(&bp->b_iowait);
 172         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
 173         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
 174         RB_CLEAR_NODE(&bp->b_rbnode);
 175         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
 176         spin_lock_init(&bp->b_lock);
 177         XB_SET_OWNER(bp);
 178         bp->b_target = target;
 179         bp->b_flags = flags;
 180
 181         /*
 182          * Set length and io_length to the same value initially.
 183          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
 184          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
 185          */
 186         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
 187         if (error)  {
 188                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 189                 return NULL;
 190         }
 191
 192         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
 193         bp->b_length = 0;
 194         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
 195                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
 196                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
 197                 bp->b_length += map[i].bm_len;
 198         }
 199         bp->b_io_length = bp->b_length;
 200
 201         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
 202         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
 203
 204         XFS_STATS_INC(xb_create);
 205         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
 206
 207         return bp;
 208 }
 209
 210 /*
 211  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
 212  *      of pages, and point the page buf at it.
 213  */
 214 STATIC int
 215 _xfs_buf_get_pages(
 216         xfs_buf_t               *bp,
 217         int                     page_count)
 218 {
 219         /* Make sure that we have a page list */
 220         if (bp->b_pages == NULL) {
 221                 bp->b_page_count = page_count;
 222                 if (page_count <= XB_PAGES) {
 223                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
 224                 } else {
 225                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
 226                                                  page_count, KM_NOFS);
 227                         if (bp->b_pages == NULL)
 228                                 return -ENOMEM;
 229                 }
 230                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
 231         }
 232         return 0;
 233 }
 234
 235 /*
 236  *      Frees b_pages if it was allocated.
 237  */
 238 STATIC void
 239 _xfs_buf_free_pages(
 240         xfs_buf_t       *bp)
 241 {
 242         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
 243                 kmem_free(bp->b_pages);
 244                 bp->b_pages = NULL;
 245         }
 246 }
 247
 248 /*
 249  *      Releases the specified buffer.
 250  *
 251  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
 252  *      The buffer must not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
 253  *      hashed and refcounted buffers
 254  */
 255 void
 256 xfs_buf_free(
 257         xfs_buf_t               *bp)
 258 {
 259         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
 260
 261         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 262
 263         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
 264                 uint            i;
 265
 266                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
 267                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
 268                                         bp->b_page_count);
 269
 270                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 271                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
 272
 273                         __free_page(page);
 274                 }
 275         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
 276                 kmem_free(bp->b_addr);
 277         _xfs_buf_free_pages(bp);
 278         xfs_buf_free_maps(bp);
 279         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
 284  */
 285 STATIC int
 286 xfs_buf_allocate_memory(
 287         xfs_buf_t               *bp,
 288         uint                    flags)
 289 {
 290         size_t                  size;
 291         size_t                  nbytes, offset;
 292         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
 293         unsigned short          page_count, i;
 294         xfs_off_t               start, end;
 295         int                     error;
 296
 297         /*
 298          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
 299          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
 300          * page arrays to keep allocation down to order 0.
 301          */
 302         size = BBTOB(bp->b_length);
 303         if (size < PAGE_SIZE) {
 304                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
 305                 if (!bp->b_addr) {
 306                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
 307                         goto use_alloc_page;
 308                 }
 309
 310                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
 311                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
 312                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
 313                         kmem_free(bp->b_addr);
 314                         bp->b_addr = NULL;
 315                         goto use_alloc_page;
 316                 }
 317                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
 318                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
 319                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
 320                 bp->b_page_count = 1;
 321                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
 322                 return 0;
 323         }
 324
 325 use_alloc_page:
 326         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
 327         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
 328                                                                 >> PAGE_SHIFT;
 329         page_count = end - start;
 330         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
 331         if (unlikely(error))
 332                 return error;
 333
 334         offset = bp->b_offset;
 335         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 336
 337         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 338                 struct page     *page;
 339                 uint            retries = 0;
 340 retry:
 341                 page = alloc_page(gfp_mask);
 342                 if (unlikely(page == NULL)) {
 343                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
 344                                 bp->b_page_count = i;
 345                                 error = -ENOMEM;
 346                                 goto out_free_pages;
 347                         }
 348
 349                         /*
 350                          * This could deadlock.
 351                          *
 352                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
 353                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
 354                          */
 355                         if (!(++retries % 100))
 356                                 xfs_err(NULL,
 357                 "possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
 358                                         __func__, gfp_mask);
 359
 360                         XFS_STATS_INC(xb_page_retries);
 361                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
 362                         goto retry;
 363                 }
 364
 365                 XFS_STATS_INC(xb_page_found);
 366
 367                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
 368                 size -= nbytes;
 369                 bp->b_pages[i] = page;
 370                 offset = 0;
 371         }
 372         return 0;
 373
 374 out_free_pages:
 375         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
 376                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 377         return error;
 378 }
 379
 380 /*
 381  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
 382  */
 383 STATIC int
 384 _xfs_buf_map_pages(
 385         xfs_buf_t               *bp,
 386         uint                    flags)
 387 {
 388         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
 389         if (bp->b_page_count == 1) {
 390                 /* A single page buffer is always mappable */
 391                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
 392         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
 393                 bp->b_addr = NULL;
 394         } else {
 395                 int retried = 0;
 396                 unsigned noio_flag;
 397
 398                 /*
 399                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
 400                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
 401                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
 402                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOIO to prevent
 403                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
 404                  * potentially deadlocking.
 405                  */
 406                 noio_flag = memalloc_noio_save();
 407                 do {
 408                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
 409                                                 -1, PAGE_KERNEL);
 410                         if (bp->b_addr)
 411                                 break;
 412                         vm_unmap_aliases();
 413                 } while (retried++ <= 1);
 414                 memalloc_noio_restore(noio_flag);
 415
 416                 if (!bp->b_addr)
 417                         return -ENOMEM;
 418                 bp->b_addr += bp->b_offset;
 419         }
 420
 421         return 0;
 422 }
 423
 424 /*
 425  *      Finding and Reading Buffers
 426  */
 427
 428 /*
 429  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
 430  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
 431  *      locked. No I/O is implied by this call.
 432  */
 433 xfs_buf_t *
 434 _xfs_buf_find(
 435         struct xfs_buftarg      *btp,
 436         struct xfs_buf_map      *map,
 437         int                     nmaps,
 438         xfs_buf_flags_t         flags,
 439         xfs_buf_t               *new_bp)
 440 {
 441         struct xfs_perag        *pag;
 442         struct rb_node          **rbp;
 443         struct rb_node          *parent;
 444         xfs_buf_t               *bp;
 445         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
 446         xfs_daddr_t             eofs;
 447         int                     numblks = 0;
 448         int                     i;
 449
 450         for (i = 0; i < nmaps; i++)
 451                 numblks += map[i].bm_len;
 452
 453         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
 454         ASSERT(!(BBTOB(numblks) < btp->bt_meta_sectorsize));
 455         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
 456
 457         /*
 458          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
 459          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
 460          */
 461         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
 462         if (blkno < 0 || blkno >= eofs) {
 463                 /*
 464                  * XXX (dgc): we should really be returning -EFSCORRUPTED here,
 465                  * but none of the higher level infrastructure supports
 466                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
 467                  */
 468                 xfs_alert(btp->bt_mount,
 469                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
 470                           __func__, blkno, eofs);
 471                 WARN_ON(1);
 472                 return NULL;
 473         }
 474
 475         /* get tree root */
 476         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
 477                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
 478
 479         /* walk tree */
 480         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
 481         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
 482         parent = NULL;
 483         bp = NULL;
 484         while (*rbp) {
 485                 parent = *rbp;
 486                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
 487
 488                 if (blkno < bp->b_bn)
 489                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
 490                 else if (blkno > bp->b_bn)
 491                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
 492                 else {
 493                         /*
 494                          * found a block number match. If the range doesn't
 495                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
 496                          * in the cache is stale and the transaction that made
 497                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
 498                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
 499                          * continue searching to the right for an exact match.
 500                          */
 501                         if (bp->b_length != numblks) {
 502                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
 503                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
 504                                 continue;
 505                         }
 506                         atomic_inc(&bp->b_hold);
 507                         goto found;
 508                 }
 509         }
 510
 511         /* No match found */
 512         if (new_bp) {
 513                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
 514                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 515                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
 516                 new_bp->b_pag = pag;
 517                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 518         } else {
 519                 XFS_STATS_INC(xb_miss_locked);
 520                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 521                 xfs_perag_put(pag);
 522         }
 523         return new_bp;
 524
 525 found:
 526         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 527         xfs_perag_put(pag);
 528
 529         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
 530                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
 531                         xfs_buf_rele(bp);
 532                         XFS_STATS_INC(xb_busy_locked);
 533                         return NULL;
 534                 }
 535                 xfs_buf_lock(bp);
 536                 XFS_STATS_INC(xb_get_locked_waited);
 537         }
 538
 539         /*
 540          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
 541          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
 542          * intact here.
 543          */
 544         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
 545                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
 546                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
 547                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
 548                 bp->b_ops = NULL;
 549         }
 550
 551         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
 552         XFS_STATS_INC(xb_get_locked);
 553         return bp;
 554 }
 555
 556 /*
 557  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
 558  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
 559  * more hits than misses.
 560  */
 561 struct xfs_buf *
 562 xfs_buf_get_map(
 563         struct xfs_buftarg      *target,
 564         struct xfs_buf_map      *map,
 565         int                     nmaps,
 566         xfs_buf_flags_t         flags)
 567 {
 568         struct xfs_buf          *bp;
 569         struct xfs_buf          *new_bp;
 570         int                     error = 0;
 571
 572         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
 573         if (likely(bp))
 574                 goto found;
 575
 576         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
 577         if (unlikely(!new_bp))
 578                 return NULL;
 579
 580         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
 581         if (error) {
 582                 xfs_buf_free(new_bp);
 583                 return NULL;
 584         }
 585
 586         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
 587         if (!bp) {
 588                 xfs_buf_free(new_bp);
 589                 return NULL;
 590         }
 591
 592         if (bp != new_bp)
 593                 xfs_buf_free(new_bp);
 594
 595 found:
 596         if (!bp->b_addr) {
 597                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
 598                 if (unlikely(error)) {
 599                         xfs_warn(target->bt_mount,
 600                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
 601                         xfs_buf_relse(bp);
 602                         return NULL;
 603                 }
 604         }
 605
 606         XFS_STATS_INC(xb_get);
 607         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
 608         return bp;
 609 }
 610
 611 STATIC int
 612 _xfs_buf_read(
 613         xfs_buf_t               *bp,
 614         xfs_buf_flags_t         flags)
 615 {
 616         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
 617         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
 618
 619         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 620         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
 621
 622         if (flags & XBF_ASYNC) {
 623                 xfs_buf_submit(bp);
 624                 return 0;
 625         }
 626         return xfs_buf_submit_wait(bp);
 627 }
 628
 629 xfs_buf_t *
 630 xfs_buf_read_map(
 631         struct xfs_buftarg      *target,
 632         struct xfs_buf_map      *map,
 633         int                     nmaps,
 634         xfs_buf_flags_t         flags,
 635         const struct xfs_buf_ops *ops)
 636 {
 637         struct xfs_buf          *bp;
 638
 639         flags |= XBF_READ;
 640
 641         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
 642         if (bp) {
 643                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
 644
 645                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
 646                         XFS_STATS_INC(xb_get_read);
 647                         bp->b_ops = ops;
 648                         _xfs_buf_read(bp, flags);
 649                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
 650                         /*
 651                          * Read ahead call which is already satisfied,
 652                          * drop the buffer
 653                          */
 654                         xfs_buf_relse(bp);
 655                         return NULL;
 656                 } else {
 657                         /* We do not want read in the flags */
 658                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
 659                 }
 660         }
 661
 662         return bp;
 663 }
 664
 665 /*
 666  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
 667  *      safe manner.
 668  */
 669 void
 670 xfs_buf_readahead_map(
 671         struct xfs_buftarg      *target,
 672         struct xfs_buf_map      *map,
 673         int                     nmaps,
 674         const struct xfs_buf_ops *ops)
 675 {
 676         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
 677                 return;
 678
 679         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
 680                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
 681 }
 682
 683 /*
 684  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
 685  * buffer containing the disk contents or nothing.
 686  */
 687 int
 688 xfs_buf_read_uncached(
 689         struct xfs_buftarg      *target,
 690         xfs_daddr_t             daddr,
 691         size_t                  numblks,
 692         int                     flags,
 693         struct xfs_buf          **bpp,
 694         const struct xfs_buf_ops *ops)
 695 {
 696         struct xfs_buf          *bp;
 697
 698         *bpp = NULL;
 699
 700         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
 701         if (!bp)
 702                 return -ENOMEM;
 703
 704         /* set up the buffer for a read IO */
 705         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 706         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;  /* always null for uncached buffers */
 707         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
 708         bp->b_flags |= XBF_READ;
 709         bp->b_ops = ops;
 710
 711         xfs_buf_submit_wait(bp);
 712         if (bp->b_error) {
 713                 int     error = bp->b_error;
 714                 xfs_buf_relse(bp);
 715                 return error;
 716         }
 717
 718         *bpp = bp;
 719         return 0;
 720 }
 721
 722 /*
 723  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
 724  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
 725  */
 726 void
 727 xfs_buf_set_empty(
 728         struct xfs_buf          *bp,
 729         size_t                  numblks)
 730 {
 731         if (bp->b_pages)
 732                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 733
 734         bp->b_pages = NULL;
 735         bp->b_page_count = 0;
 736         bp->b_addr = NULL;
 737         bp->b_length = numblks;
 738         bp->b_io_length = numblks;
 739
 740         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
 741         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 742         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
 743         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
 744 }
 745
 746 static inline struct page *
 747 mem_to_page(
 748         void                    *addr)
 749 {
 750         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
 751                 return virt_to_page(addr);
 752         } else {
 753                 return vmalloc_to_page(addr);
 754         }
 755 }
 756
 757 int
 758 xfs_buf_associate_memory(
 759         xfs_buf_t               *bp,
 760         void                    *mem,
 761         size_t                  len)
 762 {
 763         int                     rval;
 764         int                     i = 0;
 765         unsigned long           pageaddr;
 766         unsigned long           offset;
 767         size_t                  buflen;
 768         int                     page_count;
 769
 770         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
 771         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
 772         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
 773         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
 774
 775         /* Free any previous set of page pointers */
 776         if (bp->b_pages)
 777                 _xfs_buf_free_pages(bp);
 778
 779         bp->b_pages = NULL;
 780         bp->b_addr = mem;
 781
 782         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
 783         if (rval)
 784                 return rval;
 785
 786         bp->b_offset = offset;
 787
 788         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
 789                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
 790                 pageaddr += PAGE_SIZE;
 791         }
 792
 793         bp->b_io_length = BTOBB(len);
 794         bp->b_length = BTOBB(buflen);
 795
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 xfs_buf_t *
 800 xfs_buf_get_uncached(
 801         struct xfs_buftarg      *target,
 802         size_t                  numblks,
 803         int                     flags)
 804 {
 805         unsigned long           page_count;
 806         int                     error, i;
 807         struct xfs_buf          *bp;
 808         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
 809
 810         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
 811         if (unlikely(bp == NULL))
 812                 goto fail;
 813
 814         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
 815         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
 816         if (error)
 817                 goto fail_free_buf;
 818
 819         for (i = 0; i < page_count; i++) {
 820                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
 821                 if (!bp->b_pages[i])
 822                         goto fail_free_mem;
 823         }
 824         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
 825
 826         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
 827         if (unlikely(error)) {
 828                 xfs_warn(target->bt_mount,
 829                         "%s: failed to map pages", __func__);
 830                 goto fail_free_mem;
 831         }
 832
 833         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
 834         return bp;
 835
 836  fail_free_mem:
 837         while (--i >= 0)
 838                 __free_page(bp->b_pages[i]);
 839         _xfs_buf_free_pages(bp);
 840  fail_free_buf:
 841         xfs_buf_free_maps(bp);
 842         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
 843  fail:
 844         return NULL;
 845 }
 846
 847 /*
 848  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
 849  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
 850  *      Must hold the buffer already to call this function.
 851  */
 852 void
 853 xfs_buf_hold(
 854         xfs_buf_t               *bp)
 855 {
 856         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
 857         atomic_inc(&bp->b_hold);
 858 }
 859
 860 /*
 861  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
 862  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
 863  */
 864 void
 865 xfs_buf_rele(
 866         xfs_buf_t               *bp)
 867 {
 868         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
 869
 870         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
 871
 872         if (!pag) {
 873                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 874                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 875                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
 876                         xfs_buf_free(bp);
 877                 return;
 878         }
 879
 880         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
 881
 882         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
 883         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
 884                 spin_lock(&bp->b_lock);
 885                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
 886                         /*
 887                          * If the buffer is added to the LRU take a new
 888                          * reference to the buffer for the LRU and clear the
 889                          * (now stale) dispose list state flag
 890                          */
 891                         if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
 892                                 bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
 893                                 atomic_inc(&bp->b_hold);
 894                         }
 895                         spin_unlock(&bp->b_lock);
 896                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 897                 } else {
 898                         /*
 899                          * most of the time buffers will already be removed from
 900                          * the LRU, so optimise that case by checking for the
 901                          * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the
 902                          * buffer was on was the disposal list
 903                          */
 904                         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
 905                                 list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
 906                         } else {
 907                                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
 908                         }
 909                         spin_unlock(&bp->b_lock);
 910
 911                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
 912                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
 913                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
 914                         xfs_perag_put(pag);
 915                         xfs_buf_free(bp);
 916                 }
 917         }
 918 }
 919
 920
 921 /*
 922  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
 923  *
 924  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
 925  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
 926  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
 927  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
 928  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
 929  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
 930  *      to push on stale inode buffers.
 931  */
 932 int
 933 xfs_buf_trylock(
 934         struct xfs_buf          *bp)
 935 {
 936         int                     locked;
 937
 938         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
 939         if (locked)
 940                 XB_SET_OWNER(bp);
 941
 942         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
 943         return locked;
 944 }
 945
 946 /*
 947  *      Lock a buffer object.
 948  *
 949  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
 950  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
 951  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
 952  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
 953  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
 954  */
 955 void
 956 xfs_buf_lock(
 957         struct xfs_buf          *bp)
 958 {
 959         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
 960
 961         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
 962                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
 963         down(&bp->b_sema);
 964         XB_SET_OWNER(bp);
 965
 966         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
 967 }
 968
 969 void
 970 xfs_buf_unlock(
 971         struct xfs_buf          *bp)
 972 {
 973         XB_CLEAR_OWNER(bp);
 974         up(&bp->b_sema);
 975
 976         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
 977 }
 978
 979 STATIC void
 980 xfs_buf_wait_unpin(
 981         xfs_buf_t               *bp)
 982 {
 983         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
 984
 985         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
 986                 return;
 987
 988         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
 989         for (;;) {
 990                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 991                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
 992                         break;
 993                 io_schedule();
 994         }
 995         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
 996         set_current_state(TASK_RUNNING);
 997 }
 998
 999 /*
1000  *      Buffer Utility Routines
1001  */
1002
1003 void
1004 xfs_buf_ioend(
1005         struct xfs_buf  *bp)
1006 {
1007         bool            read = bp->b_flags & XBF_READ;
1008
1009         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1010
1011         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1012
1013         /*
1014          * Pull in IO completion errors now. We are guaranteed to be running
1015          * single threaded, so we don't need the lock to read b_io_error.
1016          */
1017         if (!bp->b_error && bp->b_io_error)
1018                 xfs_buf_ioerror(bp, bp->b_io_error);
1019
1020         /* Only validate buffers that were read without errors */
1021         if (read && !bp->b_error && bp->b_ops) {
1022                 ASSERT(!bp->b_iodone);
1023                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1024         }
1025
1026         if (!bp->b_error)
1027                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1028
1029         if (bp->b_iodone)
1030                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1031         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1032                 xfs_buf_relse(bp);
1033         else
1034                 complete(&bp->b_iowait);
1035 }
1036
1037 static void
1038 xfs_buf_ioend_work(
1039         struct work_struct      *work)
1040 {
1041         struct xfs_buf          *bp =
1042                 container_of(work, xfs_buf_t, b_ioend_work);
1043
1044         xfs_buf_ioend(bp);
1045 }
1046
1047 void
1048 xfs_buf_ioend_async(
1049         struct xfs_buf  *bp)
1050 {
1051         INIT_WORK(&bp->b_ioend_work, xfs_buf_ioend_work);
1052         queue_work(bp->b_ioend_wq, &bp->b_ioend_work);
1053 }
1054
1055 void
1056 xfs_buf_ioerror(
1057         xfs_buf_t               *bp,
1058         int                     error)
1059 {
1060         ASSERT(error <= 0 && error >= -1000);
1061         bp->b_error = error;
1062         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1063 }
1064
1065 void
1066 xfs_buf_ioerror_alert(
1067         struct xfs_buf          *bp,
1068         const char              *func)
1069 {
1070         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1071 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1072                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, -bp->b_error, bp->b_length);
1073 }
1074
1075 int
1076 xfs_bwrite(
1077         struct xfs_buf          *bp)
1078 {
1079         int                     error;
1080
1081         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1082
1083         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1084         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q |
1085                          XBF_WRITE_FAIL | XBF_DONE);
1086
1087         error = xfs_buf_submit_wait(bp);
1088         if (error) {
1089                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1090                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1091         }
1092         return error;
1093 }
1094
1095 STATIC void
1096 xfs_buf_bio_end_io(
1097         struct bio              *bio)
1098 {
1099         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1100
1101         /*
1102          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1103          * buffers that require multiple bios to complete.
1104          */
1105         if (bio->bi_error) {
1106                 spin_lock(&bp->b_lock);
1107                 if (!bp->b_io_error)
1108                         bp->b_io_error = bio->bi_error;
1109                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1110         }
1111
1112         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1113                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1114
1115         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1116                 xfs_buf_ioend_async(bp);
1117         bio_put(bio);
1118 }
1119
1120 static void
1121 xfs_buf_ioapply_map(
1122         struct xfs_buf  *bp,
1123         int             map,
1124         int             *buf_offset,
1125         int             *count,
1126         int             rw)
1127 {
1128         int             page_index;
1129         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1130         int             nr_pages;
1131         struct bio      *bio;
1132         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1133         int             size;
1134         int             offset;
1135
1136         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1137
1138         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1139         page_index = 0;
1140         offset = *buf_offset;
1141         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1142                 page_index++;
1143                 offset -= PAGE_SIZE;
1144         }
1145
1146         /*
1147          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1148          * remaining IO count for the next time around.
1149          */
1150         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1151         *count -= size;
1152         *buf_offset += size;
1153
1154 next_chunk:
1155         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1156         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1157         if (nr_pages > total_nr_pages)
1158                 nr_pages = total_nr_pages;
1159
1160         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1161         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1162         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1163         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1164         bio->bi_private = bp;
1165
1166
1167         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1168                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1169
1170                 if (nbytes > size)
1171                         nbytes = size;
1172
1173                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1174                                       offset);
1175                 if (rbytes < nbytes)
1176                         break;
1177
1178                 offset = 0;
1179                 sector += BTOBB(nbytes);
1180                 size -= nbytes;
1181                 total_nr_pages--;
1182         }
1183
1184         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1185                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1186                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1187                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1188                 }
1189                 submit_bio(rw, bio);
1190                 if (size)
1191                         goto next_chunk;
1192         } else {
1193                 /*
1194                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1195                  * because the caller (xfs_buf_submit) holds a count itself.
1196                  */
1197                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1198                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1199                 bio_put(bio);
1200         }
1201
1202 }
1203
1204 STATIC void
1205 _xfs_buf_ioapply(
1206         struct xfs_buf  *bp)
1207 {
1208         struct blk_plug plug;
1209         int             rw;
1210         int             offset;
1211         int             size;
1212         int             i;
1213
1214         /*
1215          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1216          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1217          */
1218         bp->b_error = 0;
1219
1220         /*
1221          * Initialize the I/O completion workqueue if we haven't yet or the
1222          * submitter has not opted to specify a custom one.
1223          */
1224         if (!bp->b_ioend_wq)
1225                 bp->b_ioend_wq = bp->b_target->bt_mount->m_buf_workqueue;
1226
1227         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1228                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1229                         rw = WRITE_SYNC;
1230                 else
1231                         rw = WRITE;
1232                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1233                         rw |= REQ_FUA;
1234                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1235                         rw |= REQ_FLUSH;
1236
1237                 /*
1238                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1239                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1240                  * the IO should not be dispatched.
1241                  */
1242                 if (bp->b_ops) {
1243                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1244                         if (bp->b_error) {
1245                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1246                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1247                                 return;
1248                         }
1249                 } else if (bp->b_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL) {
1250                         struct xfs_mount *mp = bp->b_target->bt_mount;
1251
1252                         /*
1253                          * non-crc filesystems don't attach verifiers during
1254                          * log recovery, so don't warn for such filesystems.
1255                          */
1256                         if (xfs_sb_version_hascrc(&mp->m_sb)) {
1257                                 xfs_warn(mp,
1258                                         "%s: no ops on block 0x%llx/0x%x",
1259                                         __func__, bp->b_bn, bp->b_length);
1260                                 xfs_hex_dump(bp->b_addr, 64);
1261                                 dump_stack();
1262                         }
1263                 }
1264         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1265                 rw = READA;
1266         } else {
1267                 rw = READ;
1268         }
1269
1270         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1271         rw |= REQ_META;
1272
1273         /*
1274          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1275          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1276          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1277          * subsequent call.
1278          */
1279         offset = bp->b_offset;
1280         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1281         blk_start_plug(&plug);
1282         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1283                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1284                 if (bp->b_error)
1285                         break;
1286                 if (size <= 0)
1287                         break;  /* all done */
1288         }
1289         blk_finish_plug(&plug);
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Asynchronous IO submission path. This transfers the buffer lock ownership and
1294  * the current reference to the IO. It is not safe to reference the buffer after
1295  * a call to this function unless the caller holds an additional reference
1296  * itself.
1297  */
1298 void
1299 xfs_buf_submit(
1300         struct xfs_buf  *bp)
1301 {
1302         trace_xfs_buf_submit(bp, _RET_IP_);
1303
1304         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1305         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
1306
1307         /* on shutdown we stale and complete the buffer immediately */
1308         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1309                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1310                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1311                 xfs_buf_stale(bp);
1312                 xfs_buf_ioend(bp);
1313                 return;
1314         }
1315
1316         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1317                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1318
1319         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1320         bp->b_io_error = 0;
1321
1322         /*
1323          * The caller's reference is released during I/O completion.
1324          * This occurs some time after the last b_io_remaining reference is
1325          * released, so after we drop our Io reference we have to have some
1326          * other reference to ensure the buffer doesn't go away from underneath
1327          * us. Take a direct reference to ensure we have safe access to the
1328          * buffer until we are finished with it.
1329          */
1330         xfs_buf_hold(bp);
1331
1332         /*
1333          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1334          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1335          * xfs_buf_ioend too early.
1336          */
1337         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1338         _xfs_buf_ioapply(bp);
1339
1340         /*
1341          * If _xfs_buf_ioapply failed, we can get back here with only the IO
1342          * reference we took above. If we drop it to zero, run completion so
1343          * that we don't return to the caller with completion still pending.
1344          */
1345         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1) {
1346                 if (bp->b_error)
1347                         xfs_buf_ioend(bp);
1348                 else
1349                         xfs_buf_ioend_async(bp);
1350         }
1351
1352         xfs_buf_rele(bp);
1353         /* Note: it is not safe to reference bp now we've dropped our ref */
1354 }
1355
1356 /*
1357  * Synchronous buffer IO submission path, read or write.
1358  */
1359 int
1360 xfs_buf_submit_wait(
1361         struct xfs_buf  *bp)
1362 {
1363         int             error;
1364
1365         trace_xfs_buf_submit_wait(bp, _RET_IP_);
1366
1367         ASSERT(!(bp->b_flags & (_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC)));
1368
1369         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1370                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1371                 xfs_buf_stale(bp);
1372                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1373                 return -EIO;
1374         }
1375
1376         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1377                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1378
1379         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1380         bp->b_io_error = 0;
1381
1382         /*
1383          * For synchronous IO, the IO does not inherit the submitters reference
1384          * count, nor the buffer lock. Hence we cannot release the reference we
1385          * are about to take until we've waited for all IO completion to occur,
1386          * including any xfs_buf_ioend_async() work that may be pending.
1387          */
1388         xfs_buf_hold(bp);
1389
1390         /*
1391          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1392          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1393          * xfs_buf_ioend too early.
1394          */
1395         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1396         _xfs_buf_ioapply(bp);
1397
1398         /*
1399          * make sure we run completion synchronously if it raced with us and is
1400          * already complete.
1401          */
1402         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1403                 xfs_buf_ioend(bp);
1404
1405         /* wait for completion before gathering the error from the buffer */
1406         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1407         wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1408         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1409         error = bp->b_error;
1410
1411         /*
1412          * all done now, we can release the hold that keeps the buffer
1413          * referenced for the entire IO.
1414          */
1415         xfs_buf_rele(bp);
1416         return error;
1417 }
1418
1419 void *
1420 xfs_buf_offset(
1421         struct xfs_buf          *bp,
1422         size_t                  offset)
1423 {
1424         struct page             *page;
1425
1426         if (bp->b_addr)
1427                 return bp->b_addr + offset;
1428
1429         offset += bp->b_offset;
1430         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1431         return page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1432 }
1433
1434 /*
1435  *      Move data into or out of a buffer.
1436  */
1437 void
1438 xfs_buf_iomove(
1439         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1440         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1441         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1442         void                    *data,  /* data address                 */
1443         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1444 {
1445         size_t                  bend;
1446
1447         bend = boff + bsize;
1448         while (boff < bend) {
1449                 struct page     *page;
1450                 int             page_index, page_offset, csize;
1451
1452                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1453                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1454                 page = bp->b_pages[page_index];
1455                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1456                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1457
1458                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1459
1460                 switch (mode) {
1461                 case XBRW_ZERO:
1462                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1463                         break;
1464                 case XBRW_READ:
1465                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1466                         break;
1467                 case XBRW_WRITE:
1468                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1469                 }
1470
1471                 boff += csize;
1472                 data += csize;
1473         }
1474 }
1475
1476 /*
1477  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1478  */
1479
1480 /*
1481  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1482  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1483  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1484  */
1485 static enum lru_status
1486 xfs_buftarg_wait_rele(
1487         struct list_head        *item,
1488         struct list_lru_one     *lru,
1489         spinlock_t              *lru_lock,
1490         void                    *arg)
1491
1492 {
1493         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1494         struct list_head        *dispose = arg;
1495
1496         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1497                 /* need to wait, so skip it this pass */
1498                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1499                 return LRU_SKIP;
1500         }
1501         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1502                 return LRU_SKIP;
1503
1504         /*
1505          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1506          * ignored in xfs_buf_rele().
1507          */
1508         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1509         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1510         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1511         spin_unlock(&bp->b_lock);
1512         return LRU_REMOVED;
1513 }
1514
1515 void
1516 xfs_wait_buftarg(
1517         struct xfs_buftarg      *btp)
1518 {
1519         LIST_HEAD(dispose);
1520         int loop = 0;
1521
1522         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1523         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1524                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1525                               &dispose, LONG_MAX);
1526
1527                 while (!list_empty(&dispose)) {
1528                         struct xfs_buf *bp;
1529                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1530                         list_del_init(&bp->b_lru);
1531                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1532                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1533 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!",
1534                                         (long long)bp->b_bn);
1535                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1536 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.");
1537                         }
1538                         xfs_buf_rele(bp);
1539                 }
1540                 if (loop++ != 0)
1541                         delay(100);
1542         }
1543 }
1544
1545 static enum lru_status
1546 xfs_buftarg_isolate(
1547         struct list_head        *item,
1548         struct list_lru_one     *lru,
1549         spinlock_t              *lru_lock,
1550         void                    *arg)
1551 {
1552         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1553         struct list_head        *dispose = arg;
1554
1555         /*
1556          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1557          * If we fail to get the lock, just skip it.
1558          */
1559         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1560                 return LRU_SKIP;
1561         /*
1562          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1563          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1564          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1565          */
1566         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1567                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1568                 return LRU_ROTATE;
1569         }
1570
1571         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1572         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1573         spin_unlock(&bp->b_lock);
1574         return LRU_REMOVED;
1575 }
1576
1577 static unsigned long
1578 xfs_buftarg_shrink_scan(
1579         struct shrinker         *shrink,
1580         struct shrink_control   *sc)
1581 {
1582         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1583                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1584         LIST_HEAD(dispose);
1585         unsigned long           freed;
1586
1587         freed = list_lru_shrink_walk(&btp->bt_lru, sc,
1588                                      xfs_buftarg_isolate, &dispose);
1589
1590         while (!list_empty(&dispose)) {
1591                 struct xfs_buf *bp;
1592                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1593                 list_del_init(&bp->b_lru);
1594                 xfs_buf_rele(bp);
1595         }
1596
1597         return freed;
1598 }
1599
1600 static unsigned long
1601 xfs_buftarg_shrink_count(
1602         struct shrinker         *shrink,
1603         struct shrink_control   *sc)
1604 {
1605         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1606                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1607         return list_lru_shrink_count(&btp->bt_lru, sc);
1608 }
1609
1610 void
1611 xfs_free_buftarg(
1612         struct xfs_mount        *mp,
1613         struct xfs_buftarg      *btp)
1614 {
1615         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1616         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1617
1618         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1619                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1620
1621         kmem_free(btp);
1622 }
1623
1624 int
1625 xfs_setsize_buftarg(
1626         xfs_buftarg_t           *btp,
1627         unsigned int            sectorsize)
1628 {
1629         /* Set up metadata sector size info */
1630         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1631         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1632
1633         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1634                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1635
1636                 bdevname(btp->bt_bdev, name);
1637
1638                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1639                         "Cannot set_blocksize to %u on device %s",
1640                         sectorsize, name);
1641                 return -EINVAL;
1642         }
1643
1644         /* Set up device logical sector size mask */
1645         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1646         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1647
1648         return 0;
1649 }
1650
1651 /*
1652  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1653  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1654  * are being used at this early stage.  Play safe.
1655  */
1656 STATIC int
1657 xfs_setsize_buftarg_early(
1658         xfs_buftarg_t           *btp,
1659         struct block_device     *bdev)
1660 {
1661         return xfs_setsize_buftarg(btp, bdev_logical_block_size(bdev));
1662 }
1663
1664 xfs_buftarg_t *
1665 xfs_alloc_buftarg(
1666         struct xfs_mount        *mp,
1667         struct block_device     *bdev)
1668 {
1669         xfs_buftarg_t           *btp;
1670
1671         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1672
1673         btp->bt_mount = mp;
1674         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1675         btp->bt_bdev = bdev;
1676         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1677
1678         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1679                 goto error;
1680
1681         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1682                 goto error;
1683
1684         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1685         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1686         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1687         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1688         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1689         return btp;
1690
1691 error:
1692         kmem_free(btp);
1693         return NULL;
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Add a buffer to the delayed write list.
1698  *
1699  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1700  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1701  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1702  * to the callers.
1703  *
1704  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1705  * been on the buffer list.
1706  */
1707 bool
1708 xfs_buf_delwri_queue(
1709         struct xfs_buf          *bp,
1710         struct list_head        *list)
1711 {
1712         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1713         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1714
1715         /*
1716          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1717          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1718          * case.
1719          */
1720         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1721                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1722                 return false;
1723         }
1724
1725         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1726
1727         /*
1728          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1729          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1730          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1731          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1732          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1733          * which case we need just need to re-add the flag here.
1734          */
1735         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1736         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1737                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1738                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1739         }
1740
1741         return true;
1742 }
1743
1744 /*
1745  * Compare function is more complex than it needs to be because
1746  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1747  * on 64 bit values
1748  */
1749 static int
1750 xfs_buf_cmp(
1751         void            *priv,
1752         struct list_head *a,
1753         struct list_head *b)
1754 {
1755         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1756         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1757         xfs_daddr_t             diff;
1758
1759         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1760         if (diff < 0)
1761                 return -1;
1762         if (diff > 0)
1763                 return 1;
1764         return 0;
1765 }
1766
1767 static int
1768 __xfs_buf_delwri_submit(
1769         struct list_head        *buffer_list,
1770         struct list_head        *io_list,
1771         bool                    wait)
1772 {
1773         struct blk_plug         plug;
1774         struct xfs_buf          *bp, *n;
1775         int                     pinned = 0;
1776
1777         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1778                 if (!wait) {
1779                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1780                                 pinned++;
1781                                 continue;
1782                         }
1783                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1784                                 continue;
1785                 } else {
1786                         xfs_buf_lock(bp);
1787                 }
1788
1789                 /*
1790                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1791                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1792                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1793                  * reference and remove it from the list here.
1794                  */
1795                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1796                         list_del_init(&bp->b_list);
1797                         xfs_buf_relse(bp);
1798                         continue;
1799                 }
1800
1801                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1802                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1803         }
1804
1805         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1806
1807         blk_start_plug(&plug);
1808         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1809                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC | XBF_WRITE_FAIL);
1810                 bp->b_flags |= XBF_WRITE | XBF_ASYNC;
1811
1812                 /*
1813                  * we do all Io submission async. This means if we need to wait
1814                  * for IO completion we need to take an extra reference so the
1815                  * buffer is still valid on the other side.
1816                  */
1817                 if (wait)
1818                         xfs_buf_hold(bp);
1819                 else
1820                         list_del_init(&bp->b_list);
1821
1822                 xfs_buf_submit(bp);
1823         }
1824         blk_finish_plug(&plug);
1825
1826         return pinned;
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Write out a buffer list asynchronously.
1831  *
1832  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1833  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1834  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1835  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1836  * function.
1837  */
1838 int
1839 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1840         struct list_head        *buffer_list)
1841 {
1842         LIST_HEAD               (io_list);
1843         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1844 }
1845
1846 /*
1847  * Write out a buffer list synchronously.
1848  *
1849  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1850  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1851  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1852  * functionality.
1853  */
1854 int
1855 xfs_buf_delwri_submit(
1856         struct list_head        *buffer_list)
1857 {
1858         LIST_HEAD               (io_list);
1859         int                     error = 0, error2;
1860         struct xfs_buf          *bp;
1861
1862         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1863
1864         /* Wait for IO to complete. */
1865         while (!list_empty(&io_list)) {
1866                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1867
1868                 list_del_init(&bp->b_list);
1869
1870                 /* locking the buffer will wait for async IO completion. */
1871                 xfs_buf_lock(bp);
1872                 error2 = bp->b_error;
1873                 xfs_buf_relse(bp);
1874                 if (!error)
1875                         error = error2;
1876         }
1877
1878         return error;
1879 }
1880
1881 int __init
1882 xfs_buf_init(void)
1883 {
1884         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1885                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1886         if (!xfs_buf_zone)
1887                 goto out;
1888
1889         return 0;
1890
1891  out:
1892         return -ENOMEM;
1893 }
1894
1895 void
1896 xfs_buf_terminate(void)
1897 {
1898         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1899 }