Merge tag 'ntb-3.15' of git://github.com/jonmason/ntb
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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_log_format.h"
38 #include "xfs_trans_resv.h"
39 #include "xfs_sb.h"
40 #include "xfs_ag.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 static struct workqueue_struct *xfslogd_workqueue;
48
49 #ifdef XFS_BUF_LOCK_TRACKING
50 # define XB_SET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder = current->pid)
51 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     ((bp)->b_last_holder = -1)
52 # define XB_GET_OWNER(bp)       ((bp)->b_last_holder)
53 #else
54 # define XB_SET_OWNER(bp)       do { } while (0)
55 # define XB_CLEAR_OWNER(bp)     do { } while (0)
56 # define XB_GET_OWNER(bp)       do { } while (0)
57 #endif
58
59 #define xb_to_gfp(flags) \
60         ((((flags) & XBF_READ_AHEAD) ? __GFP_NORETRY : GFP_NOFS) | __GFP_NOWARN)
61
62
63 static inline int
64 xfs_buf_is_vmapped(
65         struct xfs_buf  *bp)
66 {
67         /*
68          * Return true if the buffer is vmapped.
69          *
70          * b_addr is null if the buffer is not mapped, but the code is clever
71          * enough to know it doesn't have to map a single page, so the check has
72          * to be both for b_addr and bp->b_page_count > 1.
73          */
74         return bp->b_addr && bp->b_page_count > 1;
75 }
76
77 static inline int
78 xfs_buf_vmap_len(
79         struct xfs_buf  *bp)
80 {
81         return (bp->b_page_count * PAGE_SIZE) - bp->b_offset;
82 }
83
84 /*
85  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
86  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
87  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
88  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
89  *
90  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
91  */
92 void
93 xfs_buf_stale(
94         struct xfs_buf  *bp)
95 {
96         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
97
98         bp->b_flags |= XBF_STALE;
99
100         /*
101          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
102          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
103          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
104          */
105         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
106
107         spin_lock(&bp->b_lock);
108         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
109         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE) &&
110             (list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)))
111                 atomic_dec(&bp->b_hold);
112
113         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
114         spin_unlock(&bp->b_lock);
115 }
116
117 static int
118 xfs_buf_get_maps(
119         struct xfs_buf          *bp,
120         int                     map_count)
121 {
122         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
123         bp->b_map_count = map_count;
124
125         if (map_count == 1) {
126                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
127                 return 0;
128         }
129
130         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
131                                 KM_NOFS);
132         if (!bp->b_maps)
133                 return ENOMEM;
134         return 0;
135 }
136
137 /*
138  *      Frees b_pages if it was allocated.
139  */
140 static void
141 xfs_buf_free_maps(
142         struct xfs_buf  *bp)
143 {
144         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
145                 kmem_free(bp->b_maps);
146                 bp->b_maps = NULL;
147         }
148 }
149
150 struct xfs_buf *
151 _xfs_buf_alloc(
152         struct xfs_buftarg      *target,
153         struct xfs_buf_map      *map,
154         int                     nmaps,
155         xfs_buf_flags_t         flags)
156 {
157         struct xfs_buf          *bp;
158         int                     error;
159         int                     i;
160
161         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
162         if (unlikely(!bp))
163                 return NULL;
164
165         /*
166          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
167          * specifically set by later operations on the buffer.
168          */
169         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
170
171         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
172         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
173         init_completion(&bp->b_iowait);
174         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
175         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
176         RB_CLEAR_NODE(&bp->b_rbnode);
177         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
178         spin_lock_init(&bp->b_lock);
179         XB_SET_OWNER(bp);
180         bp->b_target = target;
181         bp->b_flags = flags;
182
183         /*
184          * Set length and io_length to the same value initially.
185          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
186          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
187          */
188         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
189         if (error)  {
190                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
191                 return NULL;
192         }
193
194         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
195         bp->b_length = 0;
196         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
197                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
198                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
199                 bp->b_length += map[i].bm_len;
200         }
201         bp->b_io_length = bp->b_length;
202
203         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
204         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
205
206         XFS_STATS_INC(xb_create);
207         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
208
209         return bp;
210 }
211
212 /*
213  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
214  *      of pages, and point the page buf at it.
215  */
216 STATIC int
217 _xfs_buf_get_pages(
218         xfs_buf_t               *bp,
219         int                     page_count,
220         xfs_buf_flags_t         flags)
221 {
222         /* Make sure that we have a page list */
223         if (bp->b_pages == NULL) {
224                 bp->b_page_count = page_count;
225                 if (page_count <= XB_PAGES) {
226                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
227                 } else {
228                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
229                                                  page_count, KM_NOFS);
230                         if (bp->b_pages == NULL)
231                                 return -ENOMEM;
232                 }
233                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
234         }
235         return 0;
236 }
237
238 /*
239  *      Frees b_pages if it was allocated.
240  */
241 STATIC void
242 _xfs_buf_free_pages(
243         xfs_buf_t       *bp)
244 {
245         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
246                 kmem_free(bp->b_pages);
247                 bp->b_pages = NULL;
248         }
249 }
250
251 /*
252  *      Releases the specified buffer.
253  *
254  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
255  *      The buffer must not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
256  *      hashed and refcounted buffers
257  */
258 void
259 xfs_buf_free(
260         xfs_buf_t               *bp)
261 {
262         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
263
264         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
265
266         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
267                 uint            i;
268
269                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
270                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
271                                         bp->b_page_count);
272
273                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
274                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
275
276                         __free_page(page);
277                 }
278         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
279                 kmem_free(bp->b_addr);
280         _xfs_buf_free_pages(bp);
281         xfs_buf_free_maps(bp);
282         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
283 }
284
285 /*
286  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
287  */
288 STATIC int
289 xfs_buf_allocate_memory(
290         xfs_buf_t               *bp,
291         uint                    flags)
292 {
293         size_t                  size;
294         size_t                  nbytes, offset;
295         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
296         unsigned short          page_count, i;
297         xfs_off_t               start, end;
298         int                     error;
299
300         /*
301          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
302          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
303          * page arrays to keep allocation down to order 0.
304          */
305         size = BBTOB(bp->b_length);
306         if (size < PAGE_SIZE) {
307                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
308                 if (!bp->b_addr) {
309                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
310                         goto use_alloc_page;
311                 }
312
313                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
314                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
315                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
316                         kmem_free(bp->b_addr);
317                         bp->b_addr = NULL;
318                         goto use_alloc_page;
319                 }
320                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
321                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
322                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
323                 bp->b_page_count = 1;
324                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
325                 return 0;
326         }
327
328 use_alloc_page:
329         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
330         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
331                                                                 >> PAGE_SHIFT;
332         page_count = end - start;
333         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, flags);
334         if (unlikely(error))
335                 return error;
336
337         offset = bp->b_offset;
338         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
339
340         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
341                 struct page     *page;
342                 uint            retries = 0;
343 retry:
344                 page = alloc_page(gfp_mask);
345                 if (unlikely(page == NULL)) {
346                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
347                                 bp->b_page_count = i;
348                                 error = ENOMEM;
349                                 goto out_free_pages;
350                         }
351
352                         /*
353                          * This could deadlock.
354                          *
355                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
356                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
357                          */
358                         if (!(++retries % 100))
359                                 xfs_err(NULL,
360                 "possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
361                                         __func__, gfp_mask);
362
363                         XFS_STATS_INC(xb_page_retries);
364                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
365                         goto retry;
366                 }
367
368                 XFS_STATS_INC(xb_page_found);
369
370                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
371                 size -= nbytes;
372                 bp->b_pages[i] = page;
373                 offset = 0;
374         }
375         return 0;
376
377 out_free_pages:
378         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
379                 __free_page(bp->b_pages[i]);
380         return error;
381 }
382
383 /*
384  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
385  */
386 STATIC int
387 _xfs_buf_map_pages(
388         xfs_buf_t               *bp,
389         uint                    flags)
390 {
391         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
392         if (bp->b_page_count == 1) {
393                 /* A single page buffer is always mappable */
394                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
395         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
396                 bp->b_addr = NULL;
397         } else {
398                 int retried = 0;
399                 unsigned noio_flag;
400
401                 /*
402                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
403                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
404                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
405                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOIO to prevent
406                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
407                  * potentially deadlocking.
408                  */
409                 noio_flag = memalloc_noio_save();
410                 do {
411                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
412                                                 -1, PAGE_KERNEL);
413                         if (bp->b_addr)
414                                 break;
415                         vm_unmap_aliases();
416                 } while (retried++ <= 1);
417                 memalloc_noio_restore(noio_flag);
418
419                 if (!bp->b_addr)
420                         return -ENOMEM;
421                 bp->b_addr += bp->b_offset;
422         }
423
424         return 0;
425 }
426
427 /*
428  *      Finding and Reading Buffers
429  */
430
431 /*
432  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
433  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
434  *      locked. No I/O is implied by this call.
435  */
436 xfs_buf_t *
437 _xfs_buf_find(
438         struct xfs_buftarg      *btp,
439         struct xfs_buf_map      *map,
440         int                     nmaps,
441         xfs_buf_flags_t         flags,
442         xfs_buf_t               *new_bp)
443 {
444         size_t                  numbytes;
445         struct xfs_perag        *pag;
446         struct rb_node          **rbp;
447         struct rb_node          *parent;
448         xfs_buf_t               *bp;
449         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
450         xfs_daddr_t             eofs;
451         int                     numblks = 0;
452         int                     i;
453
454         for (i = 0; i < nmaps; i++)
455                 numblks += map[i].bm_len;
456         numbytes = BBTOB(numblks);
457
458         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
459         ASSERT(!(numbytes < btp->bt_meta_sectorsize));
460         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
461
462         /*
463          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
464          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
465          */
466         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
467         if (blkno >= eofs) {
468                 /*
469                  * XXX (dgc): we should really be returning EFSCORRUPTED here,
470                  * but none of the higher level infrastructure supports
471                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
472                  */
473                 xfs_alert(btp->bt_mount,
474                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
475                           __func__, blkno, eofs);
476                 WARN_ON(1);
477                 return NULL;
478         }
479
480         /* get tree root */
481         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
482                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
483
484         /* walk tree */
485         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
486         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
487         parent = NULL;
488         bp = NULL;
489         while (*rbp) {
490                 parent = *rbp;
491                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
492
493                 if (blkno < bp->b_bn)
494                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
495                 else if (blkno > bp->b_bn)
496                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
497                 else {
498                         /*
499                          * found a block number match. If the range doesn't
500                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
501                          * in the cache is stale and the transaction that made
502                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
503                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
504                          * continue searching to the right for an exact match.
505                          */
506                         if (bp->b_length != numblks) {
507                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
508                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
509                                 continue;
510                         }
511                         atomic_inc(&bp->b_hold);
512                         goto found;
513                 }
514         }
515
516         /* No match found */
517         if (new_bp) {
518                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
519                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
520                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
521                 new_bp->b_pag = pag;
522                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
523         } else {
524                 XFS_STATS_INC(xb_miss_locked);
525                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
526                 xfs_perag_put(pag);
527         }
528         return new_bp;
529
530 found:
531         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
532         xfs_perag_put(pag);
533
534         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
535                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
536                         xfs_buf_rele(bp);
537                         XFS_STATS_INC(xb_busy_locked);
538                         return NULL;
539                 }
540                 xfs_buf_lock(bp);
541                 XFS_STATS_INC(xb_get_locked_waited);
542         }
543
544         /*
545          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
546          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
547          * intact here.
548          */
549         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
550                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
551                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
552                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
553                 bp->b_ops = NULL;
554         }
555
556         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
557         XFS_STATS_INC(xb_get_locked);
558         return bp;
559 }
560
561 /*
562  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
563  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
564  * more hits than misses.
565  */
566 struct xfs_buf *
567 xfs_buf_get_map(
568         struct xfs_buftarg      *target,
569         struct xfs_buf_map      *map,
570         int                     nmaps,
571         xfs_buf_flags_t         flags)
572 {
573         struct xfs_buf          *bp;
574         struct xfs_buf          *new_bp;
575         int                     error = 0;
576
577         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
578         if (likely(bp))
579                 goto found;
580
581         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
582         if (unlikely(!new_bp))
583                 return NULL;
584
585         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
586         if (error) {
587                 xfs_buf_free(new_bp);
588                 return NULL;
589         }
590
591         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
592         if (!bp) {
593                 xfs_buf_free(new_bp);
594                 return NULL;
595         }
596
597         if (bp != new_bp)
598                 xfs_buf_free(new_bp);
599
600 found:
601         if (!bp->b_addr) {
602                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
603                 if (unlikely(error)) {
604                         xfs_warn(target->bt_mount,
605                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
606                         xfs_buf_relse(bp);
607                         return NULL;
608                 }
609         }
610
611         XFS_STATS_INC(xb_get);
612         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
613         return bp;
614 }
615
616 STATIC int
617 _xfs_buf_read(
618         xfs_buf_t               *bp,
619         xfs_buf_flags_t         flags)
620 {
621         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
622         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
623
624         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
625         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
626
627         xfs_buf_iorequest(bp);
628         if (flags & XBF_ASYNC)
629                 return 0;
630         return xfs_buf_iowait(bp);
631 }
632
633 xfs_buf_t *
634 xfs_buf_read_map(
635         struct xfs_buftarg      *target,
636         struct xfs_buf_map      *map,
637         int                     nmaps,
638         xfs_buf_flags_t         flags,
639         const struct xfs_buf_ops *ops)
640 {
641         struct xfs_buf          *bp;
642
643         flags |= XBF_READ;
644
645         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
646         if (bp) {
647                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
648
649                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
650                         XFS_STATS_INC(xb_get_read);
651                         bp->b_ops = ops;
652                         _xfs_buf_read(bp, flags);
653                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
654                         /*
655                          * Read ahead call which is already satisfied,
656                          * drop the buffer
657                          */
658                         xfs_buf_relse(bp);
659                         return NULL;
660                 } else {
661                         /* We do not want read in the flags */
662                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
663                 }
664         }
665
666         return bp;
667 }
668
669 /*
670  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
671  *      safe manner.
672  */
673 void
674 xfs_buf_readahead_map(
675         struct xfs_buftarg      *target,
676         struct xfs_buf_map      *map,
677         int                     nmaps,
678         const struct xfs_buf_ops *ops)
679 {
680         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
681                 return;
682
683         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
684                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
685 }
686
687 /*
688  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
689  * buffer containing the disk contents or nothing.
690  */
691 struct xfs_buf *
692 xfs_buf_read_uncached(
693         struct xfs_buftarg      *target,
694         xfs_daddr_t             daddr,
695         size_t                  numblks,
696         int                     flags,
697         const struct xfs_buf_ops *ops)
698 {
699         struct xfs_buf          *bp;
700
701         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
702         if (!bp)
703                 return NULL;
704
705         /* set up the buffer for a read IO */
706         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
707         bp->b_bn = daddr;
708         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
709         bp->b_flags |= XBF_READ;
710         bp->b_ops = ops;
711
712         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(target->bt_mount)) {
713                 xfs_buf_relse(bp);
714                 return NULL;
715         }
716         xfs_buf_iorequest(bp);
717         xfs_buf_iowait(bp);
718         return bp;
719 }
720
721 /*
722  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
723  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
724  */
725 void
726 xfs_buf_set_empty(
727         struct xfs_buf          *bp,
728         size_t                  numblks)
729 {
730         if (bp->b_pages)
731                 _xfs_buf_free_pages(bp);
732
733         bp->b_pages = NULL;
734         bp->b_page_count = 0;
735         bp->b_addr = NULL;
736         bp->b_length = numblks;
737         bp->b_io_length = numblks;
738
739         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
740         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
741         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
742         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
743 }
744
745 static inline struct page *
746 mem_to_page(
747         void                    *addr)
748 {
749         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
750                 return virt_to_page(addr);
751         } else {
752                 return vmalloc_to_page(addr);
753         }
754 }
755
756 int
757 xfs_buf_associate_memory(
758         xfs_buf_t               *bp,
759         void                    *mem,
760         size_t                  len)
761 {
762         int                     rval;
763         int                     i = 0;
764         unsigned long           pageaddr;
765         unsigned long           offset;
766         size_t                  buflen;
767         int                     page_count;
768
769         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
770         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
771         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
772         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
773
774         /* Free any previous set of page pointers */
775         if (bp->b_pages)
776                 _xfs_buf_free_pages(bp);
777
778         bp->b_pages = NULL;
779         bp->b_addr = mem;
780
781         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
782         if (rval)
783                 return rval;
784
785         bp->b_offset = offset;
786
787         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
788                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
789                 pageaddr += PAGE_SIZE;
790         }
791
792         bp->b_io_length = BTOBB(len);
793         bp->b_length = BTOBB(buflen);
794
795         return 0;
796 }
797
798 xfs_buf_t *
799 xfs_buf_get_uncached(
800         struct xfs_buftarg      *target,
801         size_t                  numblks,
802         int                     flags)
803 {
804         unsigned long           page_count;
805         int                     error, i;
806         struct xfs_buf          *bp;
807         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
808
809         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
810         if (unlikely(bp == NULL))
811                 goto fail;
812
813         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
814         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
815         if (error)
816                 goto fail_free_buf;
817
818         for (i = 0; i < page_count; i++) {
819                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
820                 if (!bp->b_pages[i])
821                         goto fail_free_mem;
822         }
823         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
824
825         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
826         if (unlikely(error)) {
827                 xfs_warn(target->bt_mount,
828                         "%s: failed to map pages", __func__);
829                 goto fail_free_mem;
830         }
831
832         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
833         return bp;
834
835  fail_free_mem:
836         while (--i >= 0)
837                 __free_page(bp->b_pages[i]);
838         _xfs_buf_free_pages(bp);
839  fail_free_buf:
840         xfs_buf_free_maps(bp);
841         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
842  fail:
843         return NULL;
844 }
845
846 /*
847  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
848  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
849  *      Must hold the buffer already to call this function.
850  */
851 void
852 xfs_buf_hold(
853         xfs_buf_t               *bp)
854 {
855         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
856         atomic_inc(&bp->b_hold);
857 }
858
859 /*
860  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
861  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
862  */
863 void
864 xfs_buf_rele(
865         xfs_buf_t               *bp)
866 {
867         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
868
869         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
870
871         if (!pag) {
872                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
873                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
874                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
875                         xfs_buf_free(bp);
876                 return;
877         }
878
879         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
880
881         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
882         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
883                 spin_lock(&bp->b_lock);
884                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
885                         /*
886                          * If the buffer is added to the LRU take a new
887                          * reference to the buffer for the LRU and clear the
888                          * (now stale) dispose list state flag
889                          */
890                         if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
891                                 bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
892                                 atomic_inc(&bp->b_hold);
893                         }
894                         spin_unlock(&bp->b_lock);
895                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
896                 } else {
897                         /*
898                          * most of the time buffers will already be removed from
899                          * the LRU, so optimise that case by checking for the
900                          * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the
901                          * buffer was on was the disposal list
902                          */
903                         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
904                                 list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
905                         } else {
906                                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
907                         }
908                         spin_unlock(&bp->b_lock);
909
910                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
911                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
912                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
913                         xfs_perag_put(pag);
914                         xfs_buf_free(bp);
915                 }
916         }
917 }
918
919
920 /*
921  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
922  *
923  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
924  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
925  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
926  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
927  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
928  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
929  *      to push on stale inode buffers.
930  */
931 int
932 xfs_buf_trylock(
933         struct xfs_buf          *bp)
934 {
935         int                     locked;
936
937         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
938         if (locked)
939                 XB_SET_OWNER(bp);
940
941         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
942         return locked;
943 }
944
945 /*
946  *      Lock a buffer object.
947  *
948  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
949  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
950  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
951  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
952  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
953  */
954 void
955 xfs_buf_lock(
956         struct xfs_buf          *bp)
957 {
958         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
959
960         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
961                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
962         down(&bp->b_sema);
963         XB_SET_OWNER(bp);
964
965         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
966 }
967
968 void
969 xfs_buf_unlock(
970         struct xfs_buf          *bp)
971 {
972         XB_CLEAR_OWNER(bp);
973         up(&bp->b_sema);
974
975         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
976 }
977
978 STATIC void
979 xfs_buf_wait_unpin(
980         xfs_buf_t               *bp)
981 {
982         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
983
984         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
985                 return;
986
987         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
988         for (;;) {
989                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
990                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
991                         break;
992                 io_schedule();
993         }
994         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
995         set_current_state(TASK_RUNNING);
996 }
997
998 /*
999  *      Buffer Utility Routines
1000  */
1001
1002 STATIC void
1003 xfs_buf_iodone_work(
1004         struct work_struct      *work)
1005 {
1006         struct xfs_buf          *bp =
1007                 container_of(work, xfs_buf_t, b_iodone_work);
1008         bool                    read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1009
1010         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1011
1012         /* only validate buffers that were read without errors */
1013         if (read && bp->b_ops && !bp->b_error && (bp->b_flags & XBF_DONE))
1014                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1015
1016         if (bp->b_iodone)
1017                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1018         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1019                 xfs_buf_relse(bp);
1020         else {
1021                 ASSERT(read && bp->b_ops);
1022                 complete(&bp->b_iowait);
1023         }
1024 }
1025
1026 void
1027 xfs_buf_ioend(
1028         struct xfs_buf  *bp,
1029         int             schedule)
1030 {
1031         bool            read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1032
1033         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1034
1035         if (bp->b_error == 0)
1036                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1037
1038         if (bp->b_iodone || (read && bp->b_ops) || (bp->b_flags & XBF_ASYNC)) {
1039                 if (schedule) {
1040                         INIT_WORK(&bp->b_iodone_work, xfs_buf_iodone_work);
1041                         queue_work(xfslogd_workqueue, &bp->b_iodone_work);
1042                 } else {
1043                         xfs_buf_iodone_work(&bp->b_iodone_work);
1044                 }
1045         } else {
1046                 bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1047                 complete(&bp->b_iowait);
1048         }
1049 }
1050
1051 void
1052 xfs_buf_ioerror(
1053         xfs_buf_t               *bp,
1054         int                     error)
1055 {
1056         ASSERT(error >= 0 && error <= 0xffff);
1057         bp->b_error = (unsigned short)error;
1058         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1059 }
1060
1061 void
1062 xfs_buf_ioerror_alert(
1063         struct xfs_buf          *bp,
1064         const char              *func)
1065 {
1066         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1067 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1068                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, bp->b_error, bp->b_length);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Called when we want to stop a buffer from getting written or read.
1073  * We attach the EIO error, muck with its flags, and call xfs_buf_ioend
1074  * so that the proper iodone callbacks get called.
1075  */
1076 STATIC int
1077 xfs_bioerror(
1078         xfs_buf_t *bp)
1079 {
1080 #ifdef XFSERRORDEBUG
1081         ASSERT(XFS_BUF_ISREAD(bp) || bp->b_iodone);
1082 #endif
1083
1084         /*
1085          * No need to wait until the buffer is unpinned, we aren't flushing it.
1086          */
1087         xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1088
1089         /*
1090          * We're calling xfs_buf_ioend, so delete XBF_DONE flag.
1091          */
1092         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1093         XFS_BUF_UNDONE(bp);
1094         xfs_buf_stale(bp);
1095
1096         xfs_buf_ioend(bp, 0);
1097
1098         return EIO;
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Same as xfs_bioerror, except that we are releasing the buffer
1103  * here ourselves, and avoiding the xfs_buf_ioend call.
1104  * This is meant for userdata errors; metadata bufs come with
1105  * iodone functions attached, so that we can track down errors.
1106  */
1107 int
1108 xfs_bioerror_relse(
1109         struct xfs_buf  *bp)
1110 {
1111         int64_t         fl = bp->b_flags;
1112         /*
1113          * No need to wait until the buffer is unpinned.
1114          * We aren't flushing it.
1115          *
1116          * chunkhold expects B_DONE to be set, whether
1117          * we actually finish the I/O or not. We don't want to
1118          * change that interface.
1119          */
1120         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1121         XFS_BUF_DONE(bp);
1122         xfs_buf_stale(bp);
1123         bp->b_iodone = NULL;
1124         if (!(fl & XBF_ASYNC)) {
1125                 /*
1126                  * Mark b_error and B_ERROR _both_.
1127                  * Lot's of chunkcache code assumes that.
1128                  * There's no reason to mark error for
1129                  * ASYNC buffers.
1130                  */
1131                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1132                 complete(&bp->b_iowait);
1133         } else {
1134                 xfs_buf_relse(bp);
1135         }
1136
1137         return EIO;
1138 }
1139
1140 STATIC int
1141 xfs_bdstrat_cb(
1142         struct xfs_buf  *bp)
1143 {
1144         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1145                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1146                 /*
1147                  * Metadata write that didn't get logged but
1148                  * written delayed anyway. These aren't associated
1149                  * with a transaction, and can be ignored.
1150                  */
1151                 if (!bp->b_iodone && !XFS_BUF_ISREAD(bp))
1152                         return xfs_bioerror_relse(bp);
1153                 else
1154                         return xfs_bioerror(bp);
1155         }
1156
1157         xfs_buf_iorequest(bp);
1158         return 0;
1159 }
1160
1161 int
1162 xfs_bwrite(
1163         struct xfs_buf          *bp)
1164 {
1165         int                     error;
1166
1167         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1168
1169         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1170         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q | XBF_WRITE_FAIL);
1171
1172         xfs_bdstrat_cb(bp);
1173
1174         error = xfs_buf_iowait(bp);
1175         if (error) {
1176                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1177                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1178         }
1179         return error;
1180 }
1181
1182 STATIC void
1183 _xfs_buf_ioend(
1184         xfs_buf_t               *bp,
1185         int                     schedule)
1186 {
1187         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1188                 xfs_buf_ioend(bp, schedule);
1189 }
1190
1191 STATIC void
1192 xfs_buf_bio_end_io(
1193         struct bio              *bio,
1194         int                     error)
1195 {
1196         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1197
1198         /*
1199          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1200          * buffers that require multiple bios to complete.
1201          */
1202         if (!bp->b_error)
1203                 xfs_buf_ioerror(bp, -error);
1204
1205         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1206                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1207
1208         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1209         bio_put(bio);
1210 }
1211
1212 static void
1213 xfs_buf_ioapply_map(
1214         struct xfs_buf  *bp,
1215         int             map,
1216         int             *buf_offset,
1217         int             *count,
1218         int             rw)
1219 {
1220         int             page_index;
1221         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1222         int             nr_pages;
1223         struct bio      *bio;
1224         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1225         int             size;
1226         int             offset;
1227
1228         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1229
1230         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1231         page_index = 0;
1232         offset = *buf_offset;
1233         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1234                 page_index++;
1235                 offset -= PAGE_SIZE;
1236         }
1237
1238         /*
1239          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1240          * remaining IO count for the next time around.
1241          */
1242         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1243         *count -= size;
1244         *buf_offset += size;
1245
1246 next_chunk:
1247         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1248         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1249         if (nr_pages > total_nr_pages)
1250                 nr_pages = total_nr_pages;
1251
1252         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1253         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1254         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1255         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1256         bio->bi_private = bp;
1257
1258
1259         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1260                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1261
1262                 if (nbytes > size)
1263                         nbytes = size;
1264
1265                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1266                                       offset);
1267                 if (rbytes < nbytes)
1268                         break;
1269
1270                 offset = 0;
1271                 sector += BTOBB(nbytes);
1272                 size -= nbytes;
1273                 total_nr_pages--;
1274         }
1275
1276         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1277                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1278                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1279                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1280                 }
1281                 submit_bio(rw, bio);
1282                 if (size)
1283                         goto next_chunk;
1284         } else {
1285                 /*
1286                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1287                  * because the caller (xfs_buf_iorequest) holds a count itself.
1288                  */
1289                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1290                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1291                 bio_put(bio);
1292         }
1293
1294 }
1295
1296 STATIC void
1297 _xfs_buf_ioapply(
1298         struct xfs_buf  *bp)
1299 {
1300         struct blk_plug plug;
1301         int             rw;
1302         int             offset;
1303         int             size;
1304         int             i;
1305
1306         /*
1307          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1308          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1309          */
1310         bp->b_error = 0;
1311
1312         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1313                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1314                         rw = WRITE_SYNC;
1315                 else
1316                         rw = WRITE;
1317                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1318                         rw |= REQ_FUA;
1319                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1320                         rw |= REQ_FLUSH;
1321
1322                 /*
1323                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1324                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1325                  * the IO should not be dispatched.
1326                  */
1327                 if (bp->b_ops) {
1328                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1329                         if (bp->b_error) {
1330                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1331                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1332                                 return;
1333                         }
1334                 }
1335         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1336                 rw = READA;
1337         } else {
1338                 rw = READ;
1339         }
1340
1341         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1342         rw |= REQ_META;
1343
1344         /*
1345          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1346          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1347          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1348          * subsequent call.
1349          */
1350         offset = bp->b_offset;
1351         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1352         blk_start_plug(&plug);
1353         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1354                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1355                 if (bp->b_error)
1356                         break;
1357                 if (size <= 0)
1358                         break;  /* all done */
1359         }
1360         blk_finish_plug(&plug);
1361 }
1362
1363 void
1364 xfs_buf_iorequest(
1365         xfs_buf_t               *bp)
1366 {
1367         trace_xfs_buf_iorequest(bp, _RET_IP_);
1368
1369         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1370
1371         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1372                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1373         xfs_buf_hold(bp);
1374
1375         /* Set the count to 1 initially, this will stop an I/O
1376          * completion callout which happens before we have started
1377          * all the I/O from calling xfs_buf_ioend too early.
1378          */
1379         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1380         _xfs_buf_ioapply(bp);
1381         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1382
1383         xfs_buf_rele(bp);
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Waits for I/O to complete on the buffer supplied.  It returns immediately if
1388  * no I/O is pending or there is already a pending error on the buffer.  It
1389  * returns the I/O error code, if any, or 0 if there was no error.
1390  */
1391 int
1392 xfs_buf_iowait(
1393         xfs_buf_t               *bp)
1394 {
1395         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1396
1397         if (!bp->b_error)
1398                 wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1399
1400         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1401         return bp->b_error;
1402 }
1403
1404 xfs_caddr_t
1405 xfs_buf_offset(
1406         xfs_buf_t               *bp,
1407         size_t                  offset)
1408 {
1409         struct page             *page;
1410
1411         if (bp->b_addr)
1412                 return bp->b_addr + offset;
1413
1414         offset += bp->b_offset;
1415         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1416         return (xfs_caddr_t)page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1417 }
1418
1419 /*
1420  *      Move data into or out of a buffer.
1421  */
1422 void
1423 xfs_buf_iomove(
1424         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1425         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1426         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1427         void                    *data,  /* data address                 */
1428         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1429 {
1430         size_t                  bend;
1431
1432         bend = boff + bsize;
1433         while (boff < bend) {
1434                 struct page     *page;
1435                 int             page_index, page_offset, csize;
1436
1437                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1438                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1439                 page = bp->b_pages[page_index];
1440                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1441                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1442
1443                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1444
1445                 switch (mode) {
1446                 case XBRW_ZERO:
1447                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1448                         break;
1449                 case XBRW_READ:
1450                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1451                         break;
1452                 case XBRW_WRITE:
1453                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1454                 }
1455
1456                 boff += csize;
1457                 data += csize;
1458         }
1459 }
1460
1461 /*
1462  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1463  */
1464
1465 /*
1466  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1467  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1468  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1469  */
1470 static enum lru_status
1471 xfs_buftarg_wait_rele(
1472         struct list_head        *item,
1473         spinlock_t              *lru_lock,
1474         void                    *arg)
1475
1476 {
1477         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1478         struct list_head        *dispose = arg;
1479
1480         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1481                 /* need to wait, so skip it this pass */
1482                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1483                 return LRU_SKIP;
1484         }
1485         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1486                 return LRU_SKIP;
1487
1488         /*
1489          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1490          * ignored in xfs_buf_rele().
1491          */
1492         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1493         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1494         list_move(item, dispose);
1495         spin_unlock(&bp->b_lock);
1496         return LRU_REMOVED;
1497 }
1498
1499 void
1500 xfs_wait_buftarg(
1501         struct xfs_buftarg      *btp)
1502 {
1503         LIST_HEAD(dispose);
1504         int loop = 0;
1505
1506         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1507         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1508                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1509                               &dispose, LONG_MAX);
1510
1511                 while (!list_empty(&dispose)) {
1512                         struct xfs_buf *bp;
1513                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1514                         list_del_init(&bp->b_lru);
1515                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1516                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1517 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!\n"
1518 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.",
1519                                         (long long)bp->b_bn);
1520                         }
1521                         xfs_buf_rele(bp);
1522                 }
1523                 if (loop++ != 0)
1524                         delay(100);
1525         }
1526 }
1527
1528 static enum lru_status
1529 xfs_buftarg_isolate(
1530         struct list_head        *item,
1531         spinlock_t              *lru_lock,
1532         void                    *arg)
1533 {
1534         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1535         struct list_head        *dispose = arg;
1536
1537         /*
1538          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1539          * If we fail to get the lock, just skip it.
1540          */
1541         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1542                 return LRU_SKIP;
1543         /*
1544          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1545          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1546          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1547          */
1548         if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1549                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1550                 return LRU_ROTATE;
1551         }
1552
1553         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1554         list_move(item, dispose);
1555         spin_unlock(&bp->b_lock);
1556         return LRU_REMOVED;
1557 }
1558
1559 static unsigned long
1560 xfs_buftarg_shrink_scan(
1561         struct shrinker         *shrink,
1562         struct shrink_control   *sc)
1563 {
1564         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1565                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1566         LIST_HEAD(dispose);
1567         unsigned long           freed;
1568         unsigned long           nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1569
1570         freed = list_lru_walk_node(&btp->bt_lru, sc->nid, xfs_buftarg_isolate,
1571                                        &dispose, &nr_to_scan);
1572
1573         while (!list_empty(&dispose)) {
1574                 struct xfs_buf *bp;
1575                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1576                 list_del_init(&bp->b_lru);
1577                 xfs_buf_rele(bp);
1578         }
1579
1580         return freed;
1581 }
1582
1583 static unsigned long
1584 xfs_buftarg_shrink_count(
1585         struct shrinker         *shrink,
1586         struct shrink_control   *sc)
1587 {
1588         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1589                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1590         return list_lru_count_node(&btp->bt_lru, sc->nid);
1591 }
1592
1593 void
1594 xfs_free_buftarg(
1595         struct xfs_mount        *mp,
1596         struct xfs_buftarg      *btp)
1597 {
1598         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1599         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1600
1601         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1602                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1603
1604         kmem_free(btp);
1605 }
1606
1607 int
1608 xfs_setsize_buftarg(
1609         xfs_buftarg_t           *btp,
1610         unsigned int            blocksize,
1611         unsigned int            sectorsize)
1612 {
1613         /* Set up metadata sector size info */
1614         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1615         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1616
1617         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1618                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1619
1620                 bdevname(btp->bt_bdev, name);
1621
1622                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1623                         "Cannot set_blocksize to %u on device %s",
1624                         sectorsize, name);
1625                 return EINVAL;
1626         }
1627
1628         /* Set up device logical sector size mask */
1629         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1630         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1631
1632         return 0;
1633 }
1634
1635 /*
1636  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1637  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1638  * are being used at this early stage.  Play safe.
1639  */
1640 STATIC int
1641 xfs_setsize_buftarg_early(
1642         xfs_buftarg_t           *btp,
1643         struct block_device     *bdev)
1644 {
1645         return xfs_setsize_buftarg(btp, PAGE_SIZE,
1646                                    bdev_logical_block_size(bdev));
1647 }
1648
1649 xfs_buftarg_t *
1650 xfs_alloc_buftarg(
1651         struct xfs_mount        *mp,
1652         struct block_device     *bdev,
1653         int                     external,
1654         const char              *fsname)
1655 {
1656         xfs_buftarg_t           *btp;
1657
1658         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1659
1660         btp->bt_mount = mp;
1661         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1662         btp->bt_bdev = bdev;
1663         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1664         if (!btp->bt_bdi)
1665                 goto error;
1666
1667         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1668                 goto error;
1669
1670         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1671                 goto error;
1672
1673         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1674         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1675         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1676         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1677         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1678         return btp;
1679
1680 error:
1681         kmem_free(btp);
1682         return NULL;
1683 }
1684
1685 /*
1686  * Add a buffer to the delayed write list.
1687  *
1688  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1689  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1690  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1691  * to the callers.
1692  *
1693  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1694  * been on the buffer list.
1695  */
1696 bool
1697 xfs_buf_delwri_queue(
1698         struct xfs_buf          *bp,
1699         struct list_head        *list)
1700 {
1701         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1702         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1703
1704         /*
1705          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1706          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1707          * case.
1708          */
1709         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1710                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1711                 return false;
1712         }
1713
1714         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1715
1716         /*
1717          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1718          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1719          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1720          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1721          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1722          * which case we need just need to re-add the flag here.
1723          */
1724         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1725         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1726                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1727                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1728         }
1729
1730         return true;
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Compare function is more complex than it needs to be because
1735  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1736  * on 64 bit values
1737  */
1738 static int
1739 xfs_buf_cmp(
1740         void            *priv,
1741         struct list_head *a,
1742         struct list_head *b)
1743 {
1744         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1745         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1746         xfs_daddr_t             diff;
1747
1748         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1749         if (diff < 0)
1750                 return -1;
1751         if (diff > 0)
1752                 return 1;
1753         return 0;
1754 }
1755
1756 static int
1757 __xfs_buf_delwri_submit(
1758         struct list_head        *buffer_list,
1759         struct list_head        *io_list,
1760         bool                    wait)
1761 {
1762         struct blk_plug         plug;
1763         struct xfs_buf          *bp, *n;
1764         int                     pinned = 0;
1765
1766         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1767                 if (!wait) {
1768                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1769                                 pinned++;
1770                                 continue;
1771                         }
1772                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1773                                 continue;
1774                 } else {
1775                         xfs_buf_lock(bp);
1776                 }
1777
1778                 /*
1779                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1780                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1781                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1782                  * reference and remove it from the list here.
1783                  */
1784                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1785                         list_del_init(&bp->b_list);
1786                         xfs_buf_relse(bp);
1787                         continue;
1788                 }
1789
1790                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1791                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1792         }
1793
1794         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1795
1796         blk_start_plug(&plug);
1797         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1798                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC | XBF_WRITE_FAIL);
1799                 bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1800
1801                 if (!wait) {
1802                         bp->b_flags |= XBF_ASYNC;
1803                         list_del_init(&bp->b_list);
1804                 }
1805                 xfs_bdstrat_cb(bp);
1806         }
1807         blk_finish_plug(&plug);
1808
1809         return pinned;
1810 }
1811
1812 /*
1813  * Write out a buffer list asynchronously.
1814  *
1815  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1816  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1817  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1818  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1819  * function.
1820  */
1821 int
1822 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1823         struct list_head        *buffer_list)
1824 {
1825         LIST_HEAD               (io_list);
1826         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Write out a buffer list synchronously.
1831  *
1832  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1833  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1834  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1835  * functionality.
1836  */
1837 int
1838 xfs_buf_delwri_submit(
1839         struct list_head        *buffer_list)
1840 {
1841         LIST_HEAD               (io_list);
1842         int                     error = 0, error2;
1843         struct xfs_buf          *bp;
1844
1845         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1846
1847         /* Wait for IO to complete. */
1848         while (!list_empty(&io_list)) {
1849                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1850
1851                 list_del_init(&bp->b_list);
1852                 error2 = xfs_buf_iowait(bp);
1853                 xfs_buf_relse(bp);
1854                 if (!error)
1855                         error = error2;
1856         }
1857
1858         return error;
1859 }
1860
1861 int __init
1862 xfs_buf_init(void)
1863 {
1864         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1865                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1866         if (!xfs_buf_zone)
1867                 goto out;
1868
1869         xfslogd_workqueue = alloc_workqueue("xfslogd",
1870                                         WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 1);
1871         if (!xfslogd_workqueue)
1872                 goto out_free_buf_zone;
1873
1874         return 0;
1875
1876  out_free_buf_zone:
1877         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1878  out:
1879         return -ENOMEM;
1880 }
1881
1882 void
1883 xfs_buf_terminate(void)
1884 {
1885         destroy_workqueue(xfslogd_workqueue);
1886         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1887 }