Merge tag 'xfs-for-linus-4.5-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-drm-fsl-dcu.git] / fs / xfs / xfs_buf.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
3  * All Rights Reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
7  * published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
17  */
18 #include "xfs.h"
19 #include <linux/stddef.h>
20 #include <linux/errno.h>
21 #include <linux/gfp.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/bio.h>
26 #include <linux/sysctl.h>
27 #include <linux/proc_fs.h>
28 #include <linux/workqueue.h>
29 #include <linux/percpu.h>
30 #include <linux/blkdev.h>
31 #include <linux/hash.h>
32 #include <linux/kthread.h>
33 #include <linux/migrate.h>
34 #include <linux/backing-dev.h>
35 #include <linux/freezer.h>
36
37 #include "xfs_format.h"
38 #include "xfs_log_format.h"
39 #include "xfs_trans_resv.h"
40 #include "xfs_sb.h"
41 #include "xfs_mount.h"
42 #include "xfs_trace.h"
43 #include "xfs_log.h"
44
45 static kmem_zone_t *xfs_buf_zone;
46
47 #ifdef XFS_BUF_LOCK_TRACKING
48 # define XB_SET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder = current->pid)
49 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     ((bp)->b_last_holder = -1)
50 # define XB_GET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder)
51 #else
52 # define XB_SET_OWNER(bp)       do { } while (0)
53 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     do { } while (0)
54 # define XB_GET_OWNER(bp)       do { } while (0)
55 #endif
56
57 #define xb_to_gfp(flags) \
58         ((((flags) & XBF_READ_AHEAD) ? __GFP_NORETRY : GFP_NOFS) | __GFP_NOWARN)
59
60
61 static inline int
62 xfs_buf_is_vmapped(
63         struct xfs_buf  *bp)
64 {
65         /*
66          * Return true if the buffer is vmapped.
67          *
68          * b_addr is null if the buffer is not mapped, but the code is clever
69          * enough to know it doesn't have to map a single page, so the check has
70          * to be both for b_addr and bp->b_page_count > 1.
71          */
72         return bp->b_addr && bp->b_page_count > 1;
73 }
74
75 static inline int
76 xfs_buf_vmap_len(
77         struct xfs_buf  *bp)
78 {
79         return (bp->b_page_count * PAGE_SIZE) - bp->b_offset;
80 }
81
82 /*
83  * 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(target->bt_mount, 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                 "%s(%u) possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
358                                         current->comm, current->pid,
359                                         __func__, gfp_mask);
360
361                         XFS_STATS_INC(bp->b_target->bt_mount, xb_page_retries);
362                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
363                         goto retry;
364                 }
365
366                 XFS_STATS_INC(bp->b_target->bt_mount, xb_page_found);
367
368                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
369                 size -= nbytes;
370                 bp->b_pages[i] = page;
371                 offset = 0;
372         }
373         return 0;
374
375 out_free_pages:
376         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
377                 __free_page(bp->b_pages[i]);
378         return error;
379 }
380
381 /*
382  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
383  */
384 STATIC int
385 _xfs_buf_map_pages(
386         xfs_buf_t               *bp,
387         uint                    flags)
388 {
389         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
390         if (bp->b_page_count == 1) {
391                 /* A single page buffer is always mappable */
392                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
393         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
394                 bp->b_addr = NULL;
395         } else {
396                 int retried = 0;
397                 unsigned noio_flag;
398
399                 /*
400                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
401                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
402                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
403                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOIO to prevent
404                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
405                  * potentially deadlocking.
406                  */
407                 noio_flag = memalloc_noio_save();
408                 do {
409                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
410                                                 -1, PAGE_KERNEL);
411                         if (bp->b_addr)
412                                 break;
413                         vm_unmap_aliases();
414                 } while (retried++ <= 1);
415                 memalloc_noio_restore(noio_flag);
416
417                 if (!bp->b_addr)
418                         return -ENOMEM;
419                 bp->b_addr += bp->b_offset;
420         }
421
422         return 0;
423 }
424
425 /*
426  *      Finding and Reading Buffers
427  */
428
429 /*
430  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
431  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
432  *      locked. No I/O is implied by this call.
433  */
434 xfs_buf_t *
435 _xfs_buf_find(
436         struct xfs_buftarg      *btp,
437         struct xfs_buf_map      *map,
438         int                     nmaps,
439         xfs_buf_flags_t         flags,
440         xfs_buf_t               *new_bp)
441 {
442         struct xfs_perag        *pag;
443         struct rb_node          **rbp;
444         struct rb_node          *parent;
445         xfs_buf_t               *bp;
446         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
447         xfs_daddr_t             eofs;
448         int                     numblks = 0;
449         int                     i;
450
451         for (i = 0; i < nmaps; i++)
452                 numblks += map[i].bm_len;
453
454         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
455         ASSERT(!(BBTOB(numblks) < btp->bt_meta_sectorsize));
456         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
457
458         /*
459          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
460          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
461          */
462         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
463         if (blkno < 0 || blkno >= eofs) {
464                 /*
465                  * XXX (dgc): we should really be returning -EFSCORRUPTED here,
466                  * but none of the higher level infrastructure supports
467                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
468                  */
469                 xfs_alert(btp->bt_mount,
470                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
471                           __func__, blkno, eofs);
472                 WARN_ON(1);
473                 return NULL;
474         }
475
476         /* get tree root */
477         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
478                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
479
480         /* walk tree */
481         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
482         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
483         parent = NULL;
484         bp = NULL;
485         while (*rbp) {
486                 parent = *rbp;
487                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
488
489                 if (blkno < bp->b_bn)
490                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
491                 else if (blkno > bp->b_bn)
492                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
493                 else {
494                         /*
495                          * found a block number match. If the range doesn't
496                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
497                          * in the cache is stale and the transaction that made
498                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
499                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
500                          * continue searching to the right for an exact match.
501                          */
502                         if (bp->b_length != numblks) {
503                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
504                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
505                                 continue;
506                         }
507                         atomic_inc(&bp->b_hold);
508                         goto found;
509                 }
510         }
511
512         /* No match found */
513         if (new_bp) {
514                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
515                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
516                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
517                 new_bp->b_pag = pag;
518                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
519         } else {
520                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_miss_locked);
521                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
522                 xfs_perag_put(pag);
523         }
524         return new_bp;
525
526 found:
527         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
528         xfs_perag_put(pag);
529
530         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
531                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
532                         xfs_buf_rele(bp);
533                         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_busy_locked);
534                         return NULL;
535                 }
536                 xfs_buf_lock(bp);
537                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked_waited);
538         }
539
540         /*
541          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
542          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
543          * intact here.
544          */
545         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
546                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
547                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
548                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
549                 bp->b_ops = NULL;
550         }
551
552         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
553         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked);
554         return bp;
555 }
556
557 /*
558  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
559  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
560  * more hits than misses.
561  */
562 struct xfs_buf *
563 xfs_buf_get_map(
564         struct xfs_buftarg      *target,
565         struct xfs_buf_map      *map,
566         int                     nmaps,
567         xfs_buf_flags_t         flags)
568 {
569         struct xfs_buf          *bp;
570         struct xfs_buf          *new_bp;
571         int                     error = 0;
572
573         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
574         if (likely(bp))
575                 goto found;
576
577         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
578         if (unlikely(!new_bp))
579                 return NULL;
580
581         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
582         if (error) {
583                 xfs_buf_free(new_bp);
584                 return NULL;
585         }
586
587         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
588         if (!bp) {
589                 xfs_buf_free(new_bp);
590                 return NULL;
591         }
592
593         if (bp != new_bp)
594                 xfs_buf_free(new_bp);
595
596 found:
597         if (!bp->b_addr) {
598                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
599                 if (unlikely(error)) {
600                         xfs_warn(target->bt_mount,
601                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
602                         xfs_buf_relse(bp);
603                         return NULL;
604                 }
605         }
606
607         /*
608          * Clear b_error if this is a lookup from a caller that doesn't expect
609          * valid data to be found in the buffer.
610          */
611         if (!(flags & XBF_READ))
612                 xfs_buf_ioerror(bp, 0);
613
614         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get);
615         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
616         return bp;
617 }
618
619 STATIC int
620 _xfs_buf_read(
621         xfs_buf_t               *bp,
622         xfs_buf_flags_t         flags)
623 {
624         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
625         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
626
627         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
628         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
629
630         if (flags & XBF_ASYNC) {
631                 xfs_buf_submit(bp);
632                 return 0;
633         }
634         return xfs_buf_submit_wait(bp);
635 }
636
637 xfs_buf_t *
638 xfs_buf_read_map(
639         struct xfs_buftarg      *target,
640         struct xfs_buf_map      *map,
641         int                     nmaps,
642         xfs_buf_flags_t         flags,
643         const struct xfs_buf_ops *ops)
644 {
645         struct xfs_buf          *bp;
646
647         flags |= XBF_READ;
648
649         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
650         if (bp) {
651                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
652
653                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
654                         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get_read);
655                         bp->b_ops = ops;
656                         _xfs_buf_read(bp, flags);
657                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
658                         /*
659                          * Read ahead call which is already satisfied,
660                          * drop the buffer
661                          */
662                         xfs_buf_relse(bp);
663                         return NULL;
664                 } else {
665                         /* We do not want read in the flags */
666                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
667                 }
668         }
669
670         return bp;
671 }
672
673 /*
674  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
675  *      safe manner.
676  */
677 void
678 xfs_buf_readahead_map(
679         struct xfs_buftarg      *target,
680         struct xfs_buf_map      *map,
681         int                     nmaps,
682         const struct xfs_buf_ops *ops)
683 {
684         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
685                 return;
686
687         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
688                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
689 }
690
691 /*
692  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
693  * buffer containing the disk contents or nothing.
694  */
695 int
696 xfs_buf_read_uncached(
697         struct xfs_buftarg      *target,
698         xfs_daddr_t             daddr,
699         size_t                  numblks,
700         int                     flags,
701         struct xfs_buf          **bpp,
702         const struct xfs_buf_ops *ops)
703 {
704         struct xfs_buf          *bp;
705
706         *bpp = NULL;
707
708         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
709         if (!bp)
710                 return -ENOMEM;
711
712         /* set up the buffer for a read IO */
713         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
714         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;  /* always null for uncached buffers */
715         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
716         bp->b_flags |= XBF_READ;
717         bp->b_ops = ops;
718
719         xfs_buf_submit_wait(bp);
720         if (bp->b_error) {
721                 int     error = bp->b_error;
722                 xfs_buf_relse(bp);
723                 return error;
724         }
725
726         *bpp = bp;
727         return 0;
728 }
729
730 /*
731  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
732  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
733  */
734 void
735 xfs_buf_set_empty(
736         struct xfs_buf          *bp,
737         size_t                  numblks)
738 {
739         if (bp->b_pages)
740                 _xfs_buf_free_pages(bp);
741
742         bp->b_pages = NULL;
743         bp->b_page_count = 0;
744         bp->b_addr = NULL;
745         bp->b_length = numblks;
746         bp->b_io_length = numblks;
747
748         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
749         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
750         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
751         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
752 }
753
754 static inline struct page *
755 mem_to_page(
756         void                    *addr)
757 {
758         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
759                 return virt_to_page(addr);
760         } else {
761                 return vmalloc_to_page(addr);
762         }
763 }
764
765 int
766 xfs_buf_associate_memory(
767         xfs_buf_t               *bp,
768         void                    *mem,
769         size_t                  len)
770 {
771         int                     rval;
772         int                     i = 0;
773         unsigned long           pageaddr;
774         unsigned long           offset;
775         size_t                  buflen;
776         int                     page_count;
777
778         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
779         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
780         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
781         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
782
783         /* Free any previous set of page pointers */
784         if (bp->b_pages)
785                 _xfs_buf_free_pages(bp);
786
787         bp->b_pages = NULL;
788         bp->b_addr = mem;
789
790         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
791         if (rval)
792                 return rval;
793
794         bp->b_offset = offset;
795
796         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
797                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
798                 pageaddr += PAGE_SIZE;
799         }
800
801         bp->b_io_length = BTOBB(len);
802         bp->b_length = BTOBB(buflen);
803
804         return 0;
805 }
806
807 xfs_buf_t *
808 xfs_buf_get_uncached(
809         struct xfs_buftarg      *target,
810         size_t                  numblks,
811         int                     flags)
812 {
813         unsigned long           page_count;
814         int                     error, i;
815         struct xfs_buf          *bp;
816         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
817
818         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
819         if (unlikely(bp == NULL))
820                 goto fail;
821
822         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
823         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
824         if (error)
825                 goto fail_free_buf;
826
827         for (i = 0; i < page_count; i++) {
828                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
829                 if (!bp->b_pages[i])
830                         goto fail_free_mem;
831         }
832         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
833
834         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
835         if (unlikely(error)) {
836                 xfs_warn(target->bt_mount,
837                         "%s: failed to map pages", __func__);
838                 goto fail_free_mem;
839         }
840
841         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
842         return bp;
843
844  fail_free_mem:
845         while (--i >= 0)
846                 __free_page(bp->b_pages[i]);
847         _xfs_buf_free_pages(bp);
848  fail_free_buf:
849         xfs_buf_free_maps(bp);
850         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
851  fail:
852         return NULL;
853 }
854
855 /*
856  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
857  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
858  *      Must hold the buffer already to call this function.
859  */
860 void
861 xfs_buf_hold(
862         xfs_buf_t               *bp)
863 {
864         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
865         atomic_inc(&bp->b_hold);
866 }
867
868 /*
869  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
870  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
871  */
872 void
873 xfs_buf_rele(
874         xfs_buf_t               *bp)
875 {
876         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
877
878         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
879
880         if (!pag) {
881                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
882                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
883                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
884                         xfs_buf_free(bp);
885                 return;
886         }
887
888         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
889
890         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
891         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
892                 spin_lock(&bp->b_lock);
893                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
894                         /*
895                          * If the buffer is added to the LRU take a new
896                          * reference to the buffer for the LRU and clear the
897                          * (now stale) dispose list state flag
898                          */
899                         if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
900                                 bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
901                                 atomic_inc(&bp->b_hold);
902                         }
903                         spin_unlock(&bp->b_lock);
904                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
905                 } else {
906                         /*
907                          * most of the time buffers will already be removed from
908                          * the LRU, so optimise that case by checking for the
909                          * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the
910                          * buffer was on was the disposal list
911                          */
912                         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
913                                 list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
914                         } else {
915                                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
916                         }
917                         spin_unlock(&bp->b_lock);
918
919                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
920                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
921                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
922                         xfs_perag_put(pag);
923                         xfs_buf_free(bp);
924                 }
925         }
926 }
927
928
929 /*
930  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
931  *
932  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
933  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
934  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
935  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
936  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
937  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
938  *      to push on stale inode buffers.
939  */
940 int
941 xfs_buf_trylock(
942         struct xfs_buf          *bp)
943 {
944         int                     locked;
945
946         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
947         if (locked)
948                 XB_SET_OWNER(bp);
949
950         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
951         return locked;
952 }
953
954 /*
955  *      Lock a buffer object.
956  *
957  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
958  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
959  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
960  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
961  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
962  */
963 void
964 xfs_buf_lock(
965         struct xfs_buf          *bp)
966 {
967         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
968
969         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
970                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
971         down(&bp->b_sema);
972         XB_SET_OWNER(bp);
973
974         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
975 }
976
977 void
978 xfs_buf_unlock(
979         struct xfs_buf          *bp)
980 {
981         XB_CLEAR_OWNER(bp);
982         up(&bp->b_sema);
983
984         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
985 }
986
987 STATIC void
988 xfs_buf_wait_unpin(
989         xfs_buf_t               *bp)
990 {
991         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
992
993         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
994                 return;
995
996         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
997         for (;;) {
998                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
999                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1000                         break;
1001                 io_schedule();
1002         }
1003         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1004         set_current_state(TASK_RUNNING);
1005 }
1006
1007 /*
1008  *      Buffer Utility Routines
1009  */
1010
1011 void
1012 xfs_buf_ioend(
1013         struct xfs_buf  *bp)
1014 {
1015         bool            read = bp->b_flags & XBF_READ;
1016
1017         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1018
1019         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1020
1021         /*
1022          * Pull in IO completion errors now. We are guaranteed to be running
1023          * single threaded, so we don't need the lock to read b_io_error.
1024          */
1025         if (!bp->b_error && bp->b_io_error)
1026                 xfs_buf_ioerror(bp, bp->b_io_error);
1027
1028         /* Only validate buffers that were read without errors */
1029         if (read && !bp->b_error && bp->b_ops) {
1030                 ASSERT(!bp->b_iodone);
1031                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1032         }
1033
1034         if (!bp->b_error)
1035                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1036
1037         if (bp->b_iodone)
1038                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1039         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1040                 xfs_buf_relse(bp);
1041         else
1042                 complete(&bp->b_iowait);
1043 }
1044
1045 static void
1046 xfs_buf_ioend_work(
1047         struct work_struct      *work)
1048 {
1049         struct xfs_buf          *bp =
1050                 container_of(work, xfs_buf_t, b_ioend_work);
1051
1052         xfs_buf_ioend(bp);
1053 }
1054
1055 static void
1056 xfs_buf_ioend_async(
1057         struct xfs_buf  *bp)
1058 {
1059         INIT_WORK(&bp->b_ioend_work, xfs_buf_ioend_work);
1060         queue_work(bp->b_ioend_wq, &bp->b_ioend_work);
1061 }
1062
1063 void
1064 xfs_buf_ioerror(
1065         xfs_buf_t               *bp,
1066         int                     error)
1067 {
1068         ASSERT(error <= 0 && error >= -1000);
1069         bp->b_error = error;
1070         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1071 }
1072
1073 void
1074 xfs_buf_ioerror_alert(
1075         struct xfs_buf          *bp,
1076         const char              *func)
1077 {
1078         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1079 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1080                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, -bp->b_error, bp->b_length);
1081 }
1082
1083 int
1084 xfs_bwrite(
1085         struct xfs_buf          *bp)
1086 {
1087         int                     error;
1088
1089         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1090
1091         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1092         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q |
1093                          XBF_WRITE_FAIL | XBF_DONE);
1094
1095         error = xfs_buf_submit_wait(bp);
1096         if (error) {
1097                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1098                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1099         }
1100         return error;
1101 }
1102
1103 STATIC void
1104 xfs_buf_bio_end_io(
1105         struct bio              *bio)
1106 {
1107         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1108
1109         /*
1110          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1111          * buffers that require multiple bios to complete.
1112          */
1113         if (bio->bi_error) {
1114                 spin_lock(&bp->b_lock);
1115                 if (!bp->b_io_error)
1116                         bp->b_io_error = bio->bi_error;
1117                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1118         }
1119
1120         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1121                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1122
1123         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1124                 xfs_buf_ioend_async(bp);
1125         bio_put(bio);
1126 }
1127
1128 static void
1129 xfs_buf_ioapply_map(
1130         struct xfs_buf  *bp,
1131         int             map,
1132         int             *buf_offset,
1133         int             *count,
1134         int             rw)
1135 {
1136         int             page_index;
1137         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1138         int             nr_pages;
1139         struct bio      *bio;
1140         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1141         int             size;
1142         int             offset;
1143
1144         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1145
1146         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1147         page_index = 0;
1148         offset = *buf_offset;
1149         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1150                 page_index++;
1151                 offset -= PAGE_SIZE;
1152         }
1153
1154         /*
1155          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1156          * remaining IO count for the next time around.
1157          */
1158         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1159         *count -= size;
1160         *buf_offset += size;
1161
1162 next_chunk:
1163         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1164         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1165         if (nr_pages > total_nr_pages)
1166                 nr_pages = total_nr_pages;
1167
1168         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1169         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1170         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1171         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1172         bio->bi_private = bp;
1173
1174
1175         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1176                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1177
1178                 if (nbytes > size)
1179                         nbytes = size;
1180
1181                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1182                                       offset);
1183                 if (rbytes < nbytes)
1184                         break;
1185
1186                 offset = 0;
1187                 sector += BTOBB(nbytes);
1188                 size -= nbytes;
1189                 total_nr_pages--;
1190         }
1191
1192         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1193                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1194                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1195                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1196                 }
1197                 submit_bio(rw, bio);
1198                 if (size)
1199                         goto next_chunk;
1200         } else {
1201                 /*
1202                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1203                  * because the caller (xfs_buf_submit) holds a count itself.
1204                  */
1205                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1206                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1207                 bio_put(bio);
1208         }
1209
1210 }
1211
1212 STATIC void
1213 _xfs_buf_ioapply(
1214         struct xfs_buf  *bp)
1215 {
1216         struct blk_plug plug;
1217         int             rw;
1218         int             offset;
1219         int             size;
1220         int             i;
1221
1222         /*
1223          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1224          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1225          */
1226         bp->b_error = 0;
1227
1228         /*
1229          * Initialize the I/O completion workqueue if we haven't yet or the
1230          * submitter has not opted to specify a custom one.
1231          */
1232         if (!bp->b_ioend_wq)
1233                 bp->b_ioend_wq = bp->b_target->bt_mount->m_buf_workqueue;
1234
1235         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1236                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1237                         rw = WRITE_SYNC;
1238                 else
1239                         rw = WRITE;
1240                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1241                         rw |= REQ_FUA;
1242                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1243                         rw |= REQ_FLUSH;
1244
1245                 /*
1246                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1247                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1248                  * the IO should not be dispatched.
1249                  */
1250                 if (bp->b_ops) {
1251                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1252                         if (bp->b_error) {
1253                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1254                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1255                                 return;
1256                         }
1257                 } else if (bp->b_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL) {
1258                         struct xfs_mount *mp = bp->b_target->bt_mount;
1259
1260                         /*
1261                          * non-crc filesystems don't attach verifiers during
1262                          * log recovery, so don't warn for such filesystems.
1263                          */
1264                         if (xfs_sb_version_hascrc(&mp->m_sb)) {
1265                                 xfs_warn(mp,
1266                                         "%s: no ops on block 0x%llx/0x%x",
1267                                         __func__, bp->b_bn, bp->b_length);
1268                                 xfs_hex_dump(bp->b_addr, 64);
1269                                 dump_stack();
1270                         }
1271                 }
1272         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1273                 rw = READA;
1274         } else {
1275                 rw = READ;
1276         }
1277
1278         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1279         rw |= REQ_META;
1280
1281         /*
1282          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1283          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1284          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1285          * subsequent call.
1286          */
1287         offset = bp->b_offset;
1288         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1289         blk_start_plug(&plug);
1290         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1291                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1292                 if (bp->b_error)
1293                         break;
1294                 if (size <= 0)
1295                         break;  /* all done */
1296         }
1297         blk_finish_plug(&plug);
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Asynchronous IO submission path. This transfers the buffer lock ownership and
1302  * the current reference to the IO. It is not safe to reference the buffer after
1303  * a call to this function unless the caller holds an additional reference
1304  * itself.
1305  */
1306 void
1307 xfs_buf_submit(
1308         struct xfs_buf  *bp)
1309 {
1310         trace_xfs_buf_submit(bp, _RET_IP_);
1311
1312         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1313         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
1314
1315         /* on shutdown we stale and complete the buffer immediately */
1316         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1317                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1318                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1319                 xfs_buf_stale(bp);
1320                 xfs_buf_ioend(bp);
1321                 return;
1322         }
1323
1324         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1325                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1326
1327         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1328         bp->b_io_error = 0;
1329
1330         /*
1331          * The caller's reference is released during I/O completion.
1332          * This occurs some time after the last b_io_remaining reference is
1333          * released, so after we drop our Io reference we have to have some
1334          * other reference to ensure the buffer doesn't go away from underneath
1335          * us. Take a direct reference to ensure we have safe access to the
1336          * buffer until we are finished with it.
1337          */
1338         xfs_buf_hold(bp);
1339
1340         /*
1341          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1342          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1343          * xfs_buf_ioend too early.
1344          */
1345         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1346         _xfs_buf_ioapply(bp);
1347
1348         /*
1349          * If _xfs_buf_ioapply failed, we can get back here with only the IO
1350          * reference we took above. If we drop it to zero, run completion so
1351          * that we don't return to the caller with completion still pending.
1352          */
1353         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1) {
1354                 if (bp->b_error)
1355                         xfs_buf_ioend(bp);
1356                 else
1357                         xfs_buf_ioend_async(bp);
1358         }
1359
1360         xfs_buf_rele(bp);
1361         /* Note: it is not safe to reference bp now we've dropped our ref */
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Synchronous buffer IO submission path, read or write.
1366  */
1367 int
1368 xfs_buf_submit_wait(
1369         struct xfs_buf  *bp)
1370 {
1371         int             error;
1372
1373         trace_xfs_buf_submit_wait(bp, _RET_IP_);
1374
1375         ASSERT(!(bp->b_flags & (_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC)));
1376
1377         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1378                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1379                 xfs_buf_stale(bp);
1380                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1381                 return -EIO;
1382         }
1383
1384         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1385                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1386
1387         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1388         bp->b_io_error = 0;
1389
1390         /*
1391          * For synchronous IO, the IO does not inherit the submitters reference
1392          * count, nor the buffer lock. Hence we cannot release the reference we
1393          * are about to take until we've waited for all IO completion to occur,
1394          * including any xfs_buf_ioend_async() work that may be pending.
1395          */
1396         xfs_buf_hold(bp);
1397
1398         /*
1399          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1400          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1401          * xfs_buf_ioend too early.
1402          */
1403         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1404         _xfs_buf_ioapply(bp);
1405
1406         /*
1407          * make sure we run completion synchronously if it raced with us and is
1408          * already complete.
1409          */
1410         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1411                 xfs_buf_ioend(bp);
1412
1413         /* wait for completion before gathering the error from the buffer */
1414         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1415         wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1416         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1417         error = bp->b_error;
1418
1419         /*
1420          * all done now, we can release the hold that keeps the buffer
1421          * referenced for the entire IO.
1422          */
1423         xfs_buf_rele(bp);
1424         return error;
1425 }
1426
1427 void *
1428 xfs_buf_offset(
1429         struct xfs_buf          *bp,
1430         size_t                  offset)
1431 {
1432         struct page             *page;
1433
1434         if (bp->b_addr)
1435                 return bp->b_addr + offset;
1436
1437         offset += bp->b_offset;
1438         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1439         return page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1440 }
1441
1442 /*
1443  *      Move data into or out of a buffer.
1444  */
1445 void
1446 xfs_buf_iomove(
1447         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1448         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1449         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1450         void                    *data,  /* data address                 */
1451         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1452 {
1453         size_t                  bend;
1454
1455         bend = boff + bsize;
1456         while (boff < bend) {
1457                 struct page     *page;
1458                 int             page_index, page_offset, csize;
1459
1460                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1461                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1462                 page = bp->b_pages[page_index];
1463                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1464                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1465
1466                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1467
1468                 switch (mode) {
1469                 case XBRW_ZERO:
1470                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1471                         break;
1472                 case XBRW_READ:
1473                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1474                         break;
1475                 case XBRW_WRITE:
1476                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1477                 }
1478
1479                 boff += csize;
1480                 data += csize;
1481         }
1482 }
1483
1484 /*
1485  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1486  */
1487
1488 /*
1489  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1490  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1491  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1492  */
1493 static enum lru_status
1494 xfs_buftarg_wait_rele(
1495         struct list_head        *item,
1496         struct list_lru_one     *lru,
1497         spinlock_t              *lru_lock,
1498         void                    *arg)
1499
1500 {
1501         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1502         struct list_head        *dispose = arg;
1503
1504         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1505                 /* need to wait, so skip it this pass */
1506                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1507                 return LRU_SKIP;
1508         }
1509         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1510                 return LRU_SKIP;
1511
1512         /*
1513          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1514          * ignored in xfs_buf_rele().
1515          */
1516         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1517         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1518         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1519         spin_unlock(&bp->b_lock);
1520         return LRU_REMOVED;
1521 }
1522
1523 void
1524 xfs_wait_buftarg(
1525         struct xfs_buftarg      *btp)
1526 {
1527         LIST_HEAD(dispose);
1528         int loop = 0;
1529
1530         /*
1531          * We need to flush the buffer workqueue to ensure that all IO
1532          * completion processing is 100% done. Just waiting on buffer locks is
1533          * not sufficient for async IO as the reference count held over IO is
1534          * not released until after the buffer lock is dropped. Hence we need to
1535          * ensure here that all reference counts have been dropped before we
1536          * start walking the LRU list.
1537          */
1538         drain_workqueue(btp->bt_mount->m_buf_workqueue);
1539
1540         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1541         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1542                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1543                               &dispose, LONG_MAX);
1544
1545                 while (!list_empty(&dispose)) {
1546                         struct xfs_buf *bp;
1547                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1548                         list_del_init(&bp->b_lru);
1549                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1550                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1551 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!",
1552                                         (long long)bp->b_bn);
1553                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1554 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.");
1555                         }
1556                         xfs_buf_rele(bp);
1557                 }
1558                 if (loop++ != 0)
1559                         delay(100);
1560         }
1561 }
1562
1563 static enum lru_status
1564 xfs_buftarg_isolate(
1565         struct list_head        *item,
1566         struct list_lru_one     *lru,
1567         spinlock_t              *lru_lock,
1568         void                    *arg)
1569 {
1570         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1571         struct list_head        *dispose = arg;
1572
1573         /*
1574          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1575          * If we fail to get the lock, just skip it.
1576          */
1577         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1578                 return LRU_SKIP;
1579         /*
1580          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1581          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1582          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1583          */
1584         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1585                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1586                 return LRU_ROTATE;
1587         }
1588
1589         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1590         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1591         spin_unlock(&bp->b_lock);
1592         return LRU_REMOVED;
1593 }
1594
1595 static unsigned long
1596 xfs_buftarg_shrink_scan(
1597         struct shrinker         *shrink,
1598         struct shrink_control   *sc)
1599 {
1600         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1601                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1602         LIST_HEAD(dispose);
1603         unsigned long           freed;
1604
1605         freed = list_lru_shrink_walk(&btp->bt_lru, sc,
1606                                      xfs_buftarg_isolate, &dispose);
1607
1608         while (!list_empty(&dispose)) {
1609                 struct xfs_buf *bp;
1610                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1611                 list_del_init(&bp->b_lru);
1612                 xfs_buf_rele(bp);
1613         }
1614
1615         return freed;
1616 }
1617
1618 static unsigned long
1619 xfs_buftarg_shrink_count(
1620         struct shrinker         *shrink,
1621         struct shrink_control   *sc)
1622 {
1623         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1624                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1625         return list_lru_shrink_count(&btp->bt_lru, sc);
1626 }
1627
1628 void
1629 xfs_free_buftarg(
1630         struct xfs_mount        *mp,
1631         struct xfs_buftarg      *btp)
1632 {
1633         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1634         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1635
1636         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1637                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1638
1639         kmem_free(btp);
1640 }
1641
1642 int
1643 xfs_setsize_buftarg(
1644         xfs_buftarg_t           *btp,
1645         unsigned int            sectorsize)
1646 {
1647         /* Set up metadata sector size info */
1648         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1649         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1650
1651         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1652                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1653                         "Cannot set_blocksize to %u on device %pg",
1654                         sectorsize, btp->bt_bdev);
1655                 return -EINVAL;
1656         }
1657
1658         /* Set up device logical sector size mask */
1659         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1660         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1661
1662         return 0;
1663 }
1664
1665 /*
1666  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1667  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1668  * are being used at this early stage.  Play safe.
1669  */
1670 STATIC int
1671 xfs_setsize_buftarg_early(
1672         xfs_buftarg_t           *btp,
1673         struct block_device     *bdev)
1674 {
1675         return xfs_setsize_buftarg(btp, bdev_logical_block_size(bdev));
1676 }
1677
1678 xfs_buftarg_t *
1679 xfs_alloc_buftarg(
1680         struct xfs_mount        *mp,
1681         struct block_device     *bdev)
1682 {
1683         xfs_buftarg_t           *btp;
1684
1685         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1686
1687         btp->bt_mount = mp;
1688         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1689         btp->bt_bdev = bdev;
1690         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1691
1692         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1693                 goto error;
1694
1695         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1696                 goto error;
1697
1698         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1699         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1700         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1701         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1702         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1703         return btp;
1704
1705 error:
1706         kmem_free(btp);
1707         return NULL;
1708 }
1709
1710 /*
1711  * Add a buffer to the delayed write list.
1712  *
1713  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1714  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1715  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1716  * to the callers.
1717  *
1718  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1719  * been on the buffer list.
1720  */
1721 bool
1722 xfs_buf_delwri_queue(
1723         struct xfs_buf          *bp,
1724         struct list_head        *list)
1725 {
1726         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1727         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1728
1729         /*
1730          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1731          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1732          * case.
1733          */
1734         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1735                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1736                 return false;
1737         }
1738
1739         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1740
1741         /*
1742          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1743          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1744          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1745          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1746          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1747          * which case we need just need to re-add the flag here.
1748          */
1749         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1750         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1751                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1752                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1753         }
1754
1755         return true;
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Compare function is more complex than it needs to be because
1760  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1761  * on 64 bit values
1762  */
1763 static int
1764 xfs_buf_cmp(
1765         void            *priv,
1766         struct list_head *a,
1767         struct list_head *b)
1768 {
1769         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1770         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1771         xfs_daddr_t             diff;
1772
1773         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1774         if (diff < 0)
1775                 return -1;
1776         if (diff > 0)
1777                 return 1;
1778         return 0;
1779 }
1780
1781 static int
1782 __xfs_buf_delwri_submit(
1783         struct list_head        *buffer_list,
1784         struct list_head        *io_list,
1785         bool                    wait)
1786 {
1787         struct blk_plug         plug;
1788         struct xfs_buf          *bp, *n;
1789         int                     pinned = 0;
1790
1791         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1792                 if (!wait) {
1793                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1794                                 pinned++;
1795                                 continue;
1796                         }
1797                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1798                                 continue;
1799                 } else {
1800                         xfs_buf_lock(bp);
1801                 }
1802
1803                 /*
1804                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1805                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1806                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1807                  * reference and remove it from the list here.
1808                  */
1809                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1810                         list_del_init(&bp->b_list);
1811                         xfs_buf_relse(bp);
1812                         continue;
1813                 }
1814
1815                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1816                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1817         }
1818
1819         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1820
1821         blk_start_plug(&plug);
1822         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1823                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC | XBF_WRITE_FAIL);
1824                 bp->b_flags |= XBF_WRITE | XBF_ASYNC;
1825
1826                 /*
1827                  * we do all Io submission async. This means if we need to wait
1828                  * for IO completion we need to take an extra reference so the
1829                  * buffer is still valid on the other side.
1830                  */
1831                 if (wait)
1832                         xfs_buf_hold(bp);
1833                 else
1834                         list_del_init(&bp->b_list);
1835
1836                 xfs_buf_submit(bp);
1837         }
1838         blk_finish_plug(&plug);
1839
1840         return pinned;
1841 }
1842
1843 /*
1844  * Write out a buffer list asynchronously.
1845  *
1846  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1847  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1848  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1849  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1850  * function.
1851  */
1852 int
1853 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1854         struct list_head        *buffer_list)
1855 {
1856         LIST_HEAD               (io_list);
1857         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1858 }
1859
1860 /*
1861  * Write out a buffer list synchronously.
1862  *
1863  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1864  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1865  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1866  * functionality.
1867  */
1868 int
1869 xfs_buf_delwri_submit(
1870         struct list_head        *buffer_list)
1871 {
1872         LIST_HEAD               (io_list);
1873         int                     error = 0, error2;
1874         struct xfs_buf          *bp;
1875
1876         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1877
1878         /* Wait for IO to complete. */
1879         while (!list_empty(&io_list)) {
1880                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1881
1882                 list_del_init(&bp->b_list);
1883
1884                 /* locking the buffer will wait for async IO completion. */
1885                 xfs_buf_lock(bp);
1886                 error2 = bp->b_error;
1887                 xfs_buf_relse(bp);
1888                 if (!error)
1889                         error = error2;
1890         }
1891
1892         return error;
1893 }
1894
1895 int __init
1896 xfs_buf_init(void)
1897 {
1898         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1899                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1900         if (!xfs_buf_zone)
1901                 goto out;
1902
1903         return 0;
1904
1905  out:
1906         return -ENOMEM;
1907 }
1908
1909 void
1910 xfs_buf_terminate(void)
1911 {
1912         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1913 }