GNU Linux-libre 4.4.288-gnu1
[releases.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         bp->b_flags &= ~_XBF_PAGES;
379         return error;
380 }
381
382 /*
383  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
384  */
385 STATIC int
386 _xfs_buf_map_pages(
387         xfs_buf_t               *bp,
388         uint                    flags)
389 {
390         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
391         if (bp->b_page_count == 1) {
392                 /* A single page buffer is always mappable */
393                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
394         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
395                 bp->b_addr = NULL;
396         } else {
397                 int retried = 0;
398                 unsigned noio_flag;
399
400                 /*
401                  * vm_map_ram() will allocate auxillary structures (e.g.
402                  * pagetables) with GFP_KERNEL, yet we are likely to be under
403                  * GFP_NOFS context here. Hence we need to tell memory reclaim
404                  * that we are in such a context via PF_MEMALLOC_NOIO to prevent
405                  * memory reclaim re-entering the filesystem here and
406                  * potentially deadlocking.
407                  */
408                 noio_flag = memalloc_noio_save();
409                 do {
410                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
411                                                 -1, PAGE_KERNEL);
412                         if (bp->b_addr)
413                                 break;
414                         vm_unmap_aliases();
415                 } while (retried++ <= 1);
416                 memalloc_noio_restore(noio_flag);
417
418                 if (!bp->b_addr)
419                         return -ENOMEM;
420                 bp->b_addr += bp->b_offset;
421         }
422
423         return 0;
424 }
425
426 /*
427  *      Finding and Reading Buffers
428  */
429
430 /*
431  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
432  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
433  *      locked. No I/O is implied by this call.
434  */
435 xfs_buf_t *
436 _xfs_buf_find(
437         struct xfs_buftarg      *btp,
438         struct xfs_buf_map      *map,
439         int                     nmaps,
440         xfs_buf_flags_t         flags,
441         xfs_buf_t               *new_bp)
442 {
443         struct xfs_perag        *pag;
444         struct rb_node          **rbp;
445         struct rb_node          *parent;
446         xfs_buf_t               *bp;
447         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
448         xfs_daddr_t             eofs;
449         int                     numblks = 0;
450         int                     i;
451
452         for (i = 0; i < nmaps; i++)
453                 numblks += map[i].bm_len;
454
455         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
456         ASSERT(!(BBTOB(numblks) < btp->bt_meta_sectorsize));
457         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_meta_sectormask));
458
459         /*
460          * Corrupted block numbers can get through to here, unfortunately, so we
461          * have to check that the buffer falls within the filesystem bounds.
462          */
463         eofs = XFS_FSB_TO_BB(btp->bt_mount, btp->bt_mount->m_sb.sb_dblocks);
464         if (blkno < 0 || blkno >= eofs) {
465                 /*
466                  * XXX (dgc): we should really be returning -EFSCORRUPTED here,
467                  * but none of the higher level infrastructure supports
468                  * returning a specific error on buffer lookup failures.
469                  */
470                 xfs_alert(btp->bt_mount,
471                           "%s: Block out of range: block 0x%llx, EOFS 0x%llx ",
472                           __func__, blkno, eofs);
473                 WARN_ON(1);
474                 return NULL;
475         }
476
477         /* get tree root */
478         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
479                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
480
481         /* walk tree */
482         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
483         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
484         parent = NULL;
485         bp = NULL;
486         while (*rbp) {
487                 parent = *rbp;
488                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
489
490                 if (blkno < bp->b_bn)
491                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
492                 else if (blkno > bp->b_bn)
493                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
494                 else {
495                         /*
496                          * found a block number match. If the range doesn't
497                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
498                          * in the cache is stale and the transaction that made
499                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
500                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
501                          * continue searching to the right for an exact match.
502                          */
503                         if (bp->b_length != numblks) {
504                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
505                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
506                                 continue;
507                         }
508                         atomic_inc(&bp->b_hold);
509                         goto found;
510                 }
511         }
512
513         /* No match found */
514         if (new_bp) {
515                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
516                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
517                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
518                 new_bp->b_pag = pag;
519                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
520         } else {
521                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_miss_locked);
522                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
523                 xfs_perag_put(pag);
524         }
525         return new_bp;
526
527 found:
528         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
529         xfs_perag_put(pag);
530
531         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
532                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
533                         xfs_buf_rele(bp);
534                         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_busy_locked);
535                         return NULL;
536                 }
537                 xfs_buf_lock(bp);
538                 XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked_waited);
539         }
540
541         /*
542          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
543          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
544          * intact here.
545          */
546         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
547                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
548                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
549                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
550                 bp->b_ops = NULL;
551         }
552
553         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
554         XFS_STATS_INC(btp->bt_mount, xb_get_locked);
555         return bp;
556 }
557
558 /*
559  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
560  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
561  * more hits than misses.
562  */
563 struct xfs_buf *
564 xfs_buf_get_map(
565         struct xfs_buftarg      *target,
566         struct xfs_buf_map      *map,
567         int                     nmaps,
568         xfs_buf_flags_t         flags)
569 {
570         struct xfs_buf          *bp;
571         struct xfs_buf          *new_bp;
572         int                     error = 0;
573
574         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
575         if (likely(bp))
576                 goto found;
577
578         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
579         if (unlikely(!new_bp))
580                 return NULL;
581
582         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
583         if (error) {
584                 xfs_buf_free(new_bp);
585                 return NULL;
586         }
587
588         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
589         if (!bp) {
590                 xfs_buf_free(new_bp);
591                 return NULL;
592         }
593
594         if (bp != new_bp)
595                 xfs_buf_free(new_bp);
596
597 found:
598         if (!bp->b_addr) {
599                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
600                 if (unlikely(error)) {
601                         xfs_warn(target->bt_mount,
602                                 "%s: failed to map pagesn", __func__);
603                         xfs_buf_relse(bp);
604                         return NULL;
605                 }
606         }
607
608         /*
609          * Clear b_error if this is a lookup from a caller that doesn't expect
610          * valid data to be found in the buffer.
611          */
612         if (!(flags & XBF_READ))
613                 xfs_buf_ioerror(bp, 0);
614
615         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get);
616         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
617         return bp;
618 }
619
620 STATIC int
621 _xfs_buf_read(
622         xfs_buf_t               *bp,
623         xfs_buf_flags_t         flags)
624 {
625         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
626         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
627
628         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
629         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
630
631         if (flags & XBF_ASYNC) {
632                 xfs_buf_submit(bp);
633                 return 0;
634         }
635         return xfs_buf_submit_wait(bp);
636 }
637
638 xfs_buf_t *
639 xfs_buf_read_map(
640         struct xfs_buftarg      *target,
641         struct xfs_buf_map      *map,
642         int                     nmaps,
643         xfs_buf_flags_t         flags,
644         const struct xfs_buf_ops *ops)
645 {
646         struct xfs_buf          *bp;
647
648         flags |= XBF_READ;
649
650         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
651         if (bp) {
652                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
653
654                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
655                         XFS_STATS_INC(target->bt_mount, xb_get_read);
656                         bp->b_ops = ops;
657                         _xfs_buf_read(bp, flags);
658                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
659                         /*
660                          * Read ahead call which is already satisfied,
661                          * drop the buffer
662                          */
663                         xfs_buf_relse(bp);
664                         return NULL;
665                 } else {
666                         /* We do not want read in the flags */
667                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
668                 }
669         }
670
671         return bp;
672 }
673
674 /*
675  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
676  *      safe manner.
677  */
678 void
679 xfs_buf_readahead_map(
680         struct xfs_buftarg      *target,
681         struct xfs_buf_map      *map,
682         int                     nmaps,
683         const struct xfs_buf_ops *ops)
684 {
685         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
686                 return;
687
688         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
689                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
690 }
691
692 /*
693  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
694  * buffer containing the disk contents or nothing.
695  */
696 int
697 xfs_buf_read_uncached(
698         struct xfs_buftarg      *target,
699         xfs_daddr_t             daddr,
700         size_t                  numblks,
701         int                     flags,
702         struct xfs_buf          **bpp,
703         const struct xfs_buf_ops *ops)
704 {
705         struct xfs_buf          *bp;
706
707         *bpp = NULL;
708
709         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
710         if (!bp)
711                 return -ENOMEM;
712
713         /* set up the buffer for a read IO */
714         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
715         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;  /* always null for uncached buffers */
716         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
717         bp->b_flags |= XBF_READ;
718         bp->b_ops = ops;
719
720         xfs_buf_submit_wait(bp);
721         if (bp->b_error) {
722                 int     error = bp->b_error;
723                 xfs_buf_relse(bp);
724                 return error;
725         }
726
727         *bpp = bp;
728         return 0;
729 }
730
731 /*
732  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
733  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
734  */
735 void
736 xfs_buf_set_empty(
737         struct xfs_buf          *bp,
738         size_t                  numblks)
739 {
740         if (bp->b_pages)
741                 _xfs_buf_free_pages(bp);
742
743         bp->b_pages = NULL;
744         bp->b_page_count = 0;
745         bp->b_addr = NULL;
746         bp->b_length = numblks;
747         bp->b_io_length = numblks;
748
749         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
750         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
751         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
752         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
753 }
754
755 static inline struct page *
756 mem_to_page(
757         void                    *addr)
758 {
759         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
760                 return virt_to_page(addr);
761         } else {
762                 return vmalloc_to_page(addr);
763         }
764 }
765
766 int
767 xfs_buf_associate_memory(
768         xfs_buf_t               *bp,
769         void                    *mem,
770         size_t                  len)
771 {
772         int                     rval;
773         int                     i = 0;
774         unsigned long           pageaddr;
775         unsigned long           offset;
776         size_t                  buflen;
777         int                     page_count;
778
779         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
780         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
781         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
782         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
783
784         /* Free any previous set of page pointers */
785         if (bp->b_pages)
786                 _xfs_buf_free_pages(bp);
787
788         bp->b_pages = NULL;
789         bp->b_addr = mem;
790
791         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
792         if (rval)
793                 return rval;
794
795         bp->b_offset = offset;
796
797         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
798                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
799                 pageaddr += PAGE_SIZE;
800         }
801
802         bp->b_io_length = BTOBB(len);
803         bp->b_length = BTOBB(buflen);
804
805         return 0;
806 }
807
808 xfs_buf_t *
809 xfs_buf_get_uncached(
810         struct xfs_buftarg      *target,
811         size_t                  numblks,
812         int                     flags)
813 {
814         unsigned long           page_count;
815         int                     error, i;
816         struct xfs_buf          *bp;
817         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
818
819         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
820         if (unlikely(bp == NULL))
821                 goto fail;
822
823         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
824         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count);
825         if (error)
826                 goto fail_free_buf;
827
828         for (i = 0; i < page_count; i++) {
829                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
830                 if (!bp->b_pages[i])
831                         goto fail_free_mem;
832         }
833         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
834
835         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
836         if (unlikely(error)) {
837                 xfs_warn(target->bt_mount,
838                         "%s: failed to map pages", __func__);
839                 goto fail_free_mem;
840         }
841
842         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
843         return bp;
844
845  fail_free_mem:
846         while (--i >= 0)
847                 __free_page(bp->b_pages[i]);
848         _xfs_buf_free_pages(bp);
849  fail_free_buf:
850         xfs_buf_free_maps(bp);
851         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
852  fail:
853         return NULL;
854 }
855
856 /*
857  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
858  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
859  *      Must hold the buffer already to call this function.
860  */
861 void
862 xfs_buf_hold(
863         xfs_buf_t               *bp)
864 {
865         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
866         atomic_inc(&bp->b_hold);
867 }
868
869 /*
870  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
871  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
872  */
873 void
874 xfs_buf_rele(
875         xfs_buf_t               *bp)
876 {
877         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
878
879         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
880
881         if (!pag) {
882                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
883                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
884                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
885                         xfs_buf_free(bp);
886                 return;
887         }
888
889         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
890
891         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
892         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
893                 spin_lock(&bp->b_lock);
894                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) && atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
895                         /*
896                          * If the buffer is added to the LRU take a new
897                          * reference to the buffer for the LRU and clear the
898                          * (now stale) dispose list state flag
899                          */
900                         if (list_lru_add(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru)) {
901                                 bp->b_state &= ~XFS_BSTATE_DISPOSE;
902                                 atomic_inc(&bp->b_hold);
903                         }
904                         spin_unlock(&bp->b_lock);
905                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
906                 } else {
907                         /*
908                          * most of the time buffers will already be removed from
909                          * the LRU, so optimise that case by checking for the
910                          * XFS_BSTATE_DISPOSE flag indicating the last list the
911                          * buffer was on was the disposal list
912                          */
913                         if (!(bp->b_state & XFS_BSTATE_DISPOSE)) {
914                                 list_lru_del(&bp->b_target->bt_lru, &bp->b_lru);
915                         } else {
916                                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
917                         }
918                         spin_unlock(&bp->b_lock);
919
920                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
921                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
922                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
923                         xfs_perag_put(pag);
924                         xfs_buf_free(bp);
925                 }
926         }
927 }
928
929
930 /*
931  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
932  *
933  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
934  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
935  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
936  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
937  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
938  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
939  *      to push on stale inode buffers.
940  */
941 int
942 xfs_buf_trylock(
943         struct xfs_buf          *bp)
944 {
945         int                     locked;
946
947         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
948         if (locked)
949                 XB_SET_OWNER(bp);
950
951         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
952         return locked;
953 }
954
955 /*
956  *      Lock a buffer object.
957  *
958  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
959  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
960  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
961  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
962  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
963  */
964 void
965 xfs_buf_lock(
966         struct xfs_buf          *bp)
967 {
968         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
969
970         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
971                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
972         down(&bp->b_sema);
973         XB_SET_OWNER(bp);
974
975         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
976 }
977
978 void
979 xfs_buf_unlock(
980         struct xfs_buf          *bp)
981 {
982         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
983
984         XB_CLEAR_OWNER(bp);
985         up(&bp->b_sema);
986
987         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
988 }
989
990 STATIC void
991 xfs_buf_wait_unpin(
992         xfs_buf_t               *bp)
993 {
994         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
995
996         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
997                 return;
998
999         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1000         for (;;) {
1001                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1002                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
1003                         break;
1004                 io_schedule();
1005         }
1006         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
1007         set_current_state(TASK_RUNNING);
1008 }
1009
1010 /*
1011  *      Buffer Utility Routines
1012  */
1013
1014 void
1015 xfs_buf_ioend(
1016         struct xfs_buf  *bp)
1017 {
1018         bool            read = bp->b_flags & XBF_READ;
1019
1020         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1021
1022         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1023
1024         /*
1025          * Pull in IO completion errors now. We are guaranteed to be running
1026          * single threaded, so we don't need the lock to read b_io_error.
1027          */
1028         if (!bp->b_error && bp->b_io_error)
1029                 xfs_buf_ioerror(bp, bp->b_io_error);
1030
1031         /* Only validate buffers that were read without errors */
1032         if (read && !bp->b_error && bp->b_ops) {
1033                 ASSERT(!bp->b_iodone);
1034                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1035         }
1036
1037         if (!bp->b_error)
1038                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1039
1040         if (bp->b_iodone)
1041                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1042         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1043                 xfs_buf_relse(bp);
1044         else
1045                 complete(&bp->b_iowait);
1046 }
1047
1048 static void
1049 xfs_buf_ioend_work(
1050         struct work_struct      *work)
1051 {
1052         struct xfs_buf          *bp =
1053                 container_of(work, xfs_buf_t, b_ioend_work);
1054
1055         xfs_buf_ioend(bp);
1056 }
1057
1058 void
1059 xfs_buf_ioend_async(
1060         struct xfs_buf  *bp)
1061 {
1062         INIT_WORK(&bp->b_ioend_work, xfs_buf_ioend_work);
1063         queue_work(bp->b_ioend_wq, &bp->b_ioend_work);
1064 }
1065
1066 void
1067 xfs_buf_ioerror(
1068         xfs_buf_t               *bp,
1069         int                     error)
1070 {
1071         ASSERT(error <= 0 && error >= -1000);
1072         bp->b_error = error;
1073         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1074 }
1075
1076 void
1077 xfs_buf_ioerror_alert(
1078         struct xfs_buf          *bp,
1079         const char              *func)
1080 {
1081         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1082 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1083                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, -bp->b_error, bp->b_length);
1084 }
1085
1086 int
1087 xfs_bwrite(
1088         struct xfs_buf          *bp)
1089 {
1090         int                     error;
1091
1092         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1093
1094         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1095         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q |
1096                          XBF_WRITE_FAIL | XBF_DONE);
1097
1098         error = xfs_buf_submit_wait(bp);
1099         if (error) {
1100                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1101                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1102         }
1103         return error;
1104 }
1105
1106 STATIC void
1107 xfs_buf_bio_end_io(
1108         struct bio              *bio)
1109 {
1110         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1111
1112         /*
1113          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1114          * buffers that require multiple bios to complete.
1115          */
1116         if (bio->bi_error) {
1117                 spin_lock(&bp->b_lock);
1118                 if (!bp->b_io_error)
1119                         bp->b_io_error = bio->bi_error;
1120                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1121         }
1122
1123         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1124                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1125
1126         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1127                 xfs_buf_ioend_async(bp);
1128         bio_put(bio);
1129 }
1130
1131 static void
1132 xfs_buf_ioapply_map(
1133         struct xfs_buf  *bp,
1134         int             map,
1135         int             *buf_offset,
1136         int             *count,
1137         int             rw)
1138 {
1139         int             page_index;
1140         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1141         int             nr_pages;
1142         struct bio      *bio;
1143         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1144         int             size;
1145         int             offset;
1146
1147         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1148
1149         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1150         page_index = 0;
1151         offset = *buf_offset;
1152         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1153                 page_index++;
1154                 offset -= PAGE_SIZE;
1155         }
1156
1157         /*
1158          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1159          * remaining IO count for the next time around.
1160          */
1161         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1162         *count -= size;
1163         *buf_offset += size;
1164
1165 next_chunk:
1166         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1167         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1168         if (nr_pages > total_nr_pages)
1169                 nr_pages = total_nr_pages;
1170
1171         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1172         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1173         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1174         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1175         bio->bi_private = bp;
1176
1177
1178         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1179                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1180
1181                 if (nbytes > size)
1182                         nbytes = size;
1183
1184                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1185                                       offset);
1186                 if (rbytes < nbytes)
1187                         break;
1188
1189                 offset = 0;
1190                 sector += BTOBB(nbytes);
1191                 size -= nbytes;
1192                 total_nr_pages--;
1193         }
1194
1195         if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
1196                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1197                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1198                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1199                 }
1200                 submit_bio(rw, bio);
1201                 if (size)
1202                         goto next_chunk;
1203         } else {
1204                 /*
1205                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1206                  * because the caller (xfs_buf_submit) holds a count itself.
1207                  */
1208                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1209                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1210                 bio_put(bio);
1211         }
1212
1213 }
1214
1215 STATIC void
1216 _xfs_buf_ioapply(
1217         struct xfs_buf  *bp)
1218 {
1219         struct blk_plug plug;
1220         int             rw;
1221         int             offset;
1222         int             size;
1223         int             i;
1224
1225         /*
1226          * Make sure we capture only current IO errors rather than stale errors
1227          * left over from previous use of the buffer (e.g. failed readahead).
1228          */
1229         bp->b_error = 0;
1230
1231         /*
1232          * Initialize the I/O completion workqueue if we haven't yet or the
1233          * submitter has not opted to specify a custom one.
1234          */
1235         if (!bp->b_ioend_wq)
1236                 bp->b_ioend_wq = bp->b_target->bt_mount->m_buf_workqueue;
1237
1238         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1239                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1240                         rw = WRITE_SYNC;
1241                 else
1242                         rw = WRITE;
1243                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1244                         rw |= REQ_FUA;
1245                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1246                         rw |= REQ_FLUSH;
1247
1248                 /*
1249                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1250                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1251                  * the IO should not be dispatched.
1252                  */
1253                 if (bp->b_ops) {
1254                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1255                         if (bp->b_error) {
1256                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1257                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1258                                 return;
1259                         }
1260                 } else if (bp->b_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL) {
1261                         struct xfs_mount *mp = bp->b_target->bt_mount;
1262
1263                         /*
1264                          * non-crc filesystems don't attach verifiers during
1265                          * log recovery, so don't warn for such filesystems.
1266                          */
1267                         if (xfs_sb_version_hascrc(&mp->m_sb)) {
1268                                 xfs_warn(mp,
1269                                         "%s: no ops on block 0x%llx/0x%x",
1270                                         __func__, bp->b_bn, bp->b_length);
1271                                 xfs_hex_dump(bp->b_addr, 64);
1272                                 dump_stack();
1273                         }
1274                 }
1275         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1276                 rw = READA;
1277         } else {
1278                 rw = READ;
1279         }
1280
1281         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1282         rw |= REQ_META;
1283
1284         /*
1285          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1286          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1287          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1288          * subsequent call.
1289          */
1290         offset = bp->b_offset;
1291         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1292         blk_start_plug(&plug);
1293         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1294                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1295                 if (bp->b_error)
1296                         break;
1297                 if (size <= 0)
1298                         break;  /* all done */
1299         }
1300         blk_finish_plug(&plug);
1301 }
1302
1303 /*
1304  * Asynchronous IO submission path. This transfers the buffer lock ownership and
1305  * the current reference to the IO. It is not safe to reference the buffer after
1306  * a call to this function unless the caller holds an additional reference
1307  * itself.
1308  */
1309 void
1310 xfs_buf_submit(
1311         struct xfs_buf  *bp)
1312 {
1313         trace_xfs_buf_submit(bp, _RET_IP_);
1314
1315         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1316         ASSERT(bp->b_flags & XBF_ASYNC);
1317
1318         /* on shutdown we stale and complete the buffer immediately */
1319         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1320                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1321                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1322                 xfs_buf_stale(bp);
1323                 xfs_buf_ioend(bp);
1324                 return;
1325         }
1326
1327         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1328                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1329
1330         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1331         bp->b_io_error = 0;
1332
1333         /*
1334          * The caller's reference is released during I/O completion.
1335          * This occurs some time after the last b_io_remaining reference is
1336          * released, so after we drop our Io reference we have to have some
1337          * other reference to ensure the buffer doesn't go away from underneath
1338          * us. Take a direct reference to ensure we have safe access to the
1339          * buffer until we are finished with it.
1340          */
1341         xfs_buf_hold(bp);
1342
1343         /*
1344          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1345          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1346          * xfs_buf_ioend too early.
1347          */
1348         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1349         _xfs_buf_ioapply(bp);
1350
1351         /*
1352          * If _xfs_buf_ioapply failed, we can get back here with only the IO
1353          * reference we took above. If we drop it to zero, run completion so
1354          * that we don't return to the caller with completion still pending.
1355          */
1356         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1) {
1357                 if (bp->b_error)
1358                         xfs_buf_ioend(bp);
1359                 else
1360                         xfs_buf_ioend_async(bp);
1361         }
1362
1363         xfs_buf_rele(bp);
1364         /* Note: it is not safe to reference bp now we've dropped our ref */
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Synchronous buffer IO submission path, read or write.
1369  */
1370 int
1371 xfs_buf_submit_wait(
1372         struct xfs_buf  *bp)
1373 {
1374         int             error;
1375
1376         trace_xfs_buf_submit_wait(bp, _RET_IP_);
1377
1378         ASSERT(!(bp->b_flags & (_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC)));
1379
1380         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1381                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
1382                 xfs_buf_stale(bp);
1383                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
1384                 return -EIO;
1385         }
1386
1387         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1388                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1389
1390         /* clear the internal error state to avoid spurious errors */
1391         bp->b_io_error = 0;
1392
1393         /*
1394          * For synchronous IO, the IO does not inherit the submitters reference
1395          * count, nor the buffer lock. Hence we cannot release the reference we
1396          * are about to take until we've waited for all IO completion to occur,
1397          * including any xfs_buf_ioend_async() work that may be pending.
1398          */
1399         xfs_buf_hold(bp);
1400
1401         /*
1402          * Set the count to 1 initially, this will stop an I/O completion
1403          * callout which happens before we have started all the I/O from calling
1404          * xfs_buf_ioend too early.
1405          */
1406         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1407         _xfs_buf_ioapply(bp);
1408
1409         /*
1410          * make sure we run completion synchronously if it raced with us and is
1411          * already complete.
1412          */
1413         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1414                 xfs_buf_ioend(bp);
1415
1416         /* wait for completion before gathering the error from the buffer */
1417         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1418         wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1419         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1420         error = bp->b_error;
1421
1422         /*
1423          * all done now, we can release the hold that keeps the buffer
1424          * referenced for the entire IO.
1425          */
1426         xfs_buf_rele(bp);
1427         return error;
1428 }
1429
1430 void *
1431 xfs_buf_offset(
1432         struct xfs_buf          *bp,
1433         size_t                  offset)
1434 {
1435         struct page             *page;
1436
1437         if (bp->b_addr)
1438                 return bp->b_addr + offset;
1439
1440         offset += bp->b_offset;
1441         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1442         return page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1443 }
1444
1445 /*
1446  *      Move data into or out of a buffer.
1447  */
1448 void
1449 xfs_buf_iomove(
1450         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1451         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1452         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1453         void                    *data,  /* data address                 */
1454         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1455 {
1456         size_t                  bend;
1457
1458         bend = boff + bsize;
1459         while (boff < bend) {
1460                 struct page     *page;
1461                 int             page_index, page_offset, csize;
1462
1463                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1464                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1465                 page = bp->b_pages[page_index];
1466                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1467                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1468
1469                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1470
1471                 switch (mode) {
1472                 case XBRW_ZERO:
1473                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1474                         break;
1475                 case XBRW_READ:
1476                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1477                         break;
1478                 case XBRW_WRITE:
1479                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1480                 }
1481
1482                 boff += csize;
1483                 data += csize;
1484         }
1485 }
1486
1487 /*
1488  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1489  */
1490
1491 /*
1492  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1493  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1494  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1495  */
1496 static enum lru_status
1497 xfs_buftarg_wait_rele(
1498         struct list_head        *item,
1499         struct list_lru_one     *lru,
1500         spinlock_t              *lru_lock,
1501         void                    *arg)
1502
1503 {
1504         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1505         struct list_head        *dispose = arg;
1506
1507         if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1508                 /* need to wait, so skip it this pass */
1509                 trace_xfs_buf_wait_buftarg(bp, _RET_IP_);
1510                 return LRU_SKIP;
1511         }
1512         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1513                 return LRU_SKIP;
1514
1515         /*
1516          * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1517          * ignored in xfs_buf_rele().
1518          */
1519         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1520         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1521         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1522         spin_unlock(&bp->b_lock);
1523         return LRU_REMOVED;
1524 }
1525
1526 void
1527 xfs_wait_buftarg(
1528         struct xfs_buftarg      *btp)
1529 {
1530         LIST_HEAD(dispose);
1531         int loop = 0;
1532
1533         /*
1534          * We need to flush the buffer workqueue to ensure that all IO
1535          * completion processing is 100% done. Just waiting on buffer locks is
1536          * not sufficient for async IO as the reference count held over IO is
1537          * not released until after the buffer lock is dropped. Hence we need to
1538          * ensure here that all reference counts have been dropped before we
1539          * start walking the LRU list.
1540          */
1541         flush_workqueue(btp->bt_mount->m_buf_workqueue);
1542
1543         /* loop until there is nothing left on the lru list. */
1544         while (list_lru_count(&btp->bt_lru)) {
1545                 list_lru_walk(&btp->bt_lru, xfs_buftarg_wait_rele,
1546                               &dispose, LONG_MAX);
1547
1548                 while (!list_empty(&dispose)) {
1549                         struct xfs_buf *bp;
1550                         bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1551                         list_del_init(&bp->b_lru);
1552                         if (bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) {
1553                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1554 "Corruption Alert: Buffer at block 0x%llx had permanent write failures!",
1555                                         (long long)bp->b_bn);
1556                                 xfs_alert(btp->bt_mount,
1557 "Please run xfs_repair to determine the extent of the problem.");
1558                         }
1559                         xfs_buf_rele(bp);
1560                 }
1561                 if (loop++ != 0)
1562                         delay(100);
1563         }
1564 }
1565
1566 static enum lru_status
1567 xfs_buftarg_isolate(
1568         struct list_head        *item,
1569         struct list_lru_one     *lru,
1570         spinlock_t              *lru_lock,
1571         void                    *arg)
1572 {
1573         struct xfs_buf          *bp = container_of(item, struct xfs_buf, b_lru);
1574         struct list_head        *dispose = arg;
1575
1576         /*
1577          * we are inverting the lru lock/bp->b_lock here, so use a trylock.
1578          * If we fail to get the lock, just skip it.
1579          */
1580         if (!spin_trylock(&bp->b_lock))
1581                 return LRU_SKIP;
1582         /*
1583          * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1584          * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1585          * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1586          */
1587         if (atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1588                 spin_unlock(&bp->b_lock);
1589                 return LRU_ROTATE;
1590         }
1591
1592         bp->b_state |= XFS_BSTATE_DISPOSE;
1593         list_lru_isolate_move(lru, item, dispose);
1594         spin_unlock(&bp->b_lock);
1595         return LRU_REMOVED;
1596 }
1597
1598 static unsigned long
1599 xfs_buftarg_shrink_scan(
1600         struct shrinker         *shrink,
1601         struct shrink_control   *sc)
1602 {
1603         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1604                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1605         LIST_HEAD(dispose);
1606         unsigned long           freed;
1607
1608         freed = list_lru_shrink_walk(&btp->bt_lru, sc,
1609                                      xfs_buftarg_isolate, &dispose);
1610
1611         while (!list_empty(&dispose)) {
1612                 struct xfs_buf *bp;
1613                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1614                 list_del_init(&bp->b_lru);
1615                 xfs_buf_rele(bp);
1616         }
1617
1618         return freed;
1619 }
1620
1621 static unsigned long
1622 xfs_buftarg_shrink_count(
1623         struct shrinker         *shrink,
1624         struct shrink_control   *sc)
1625 {
1626         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1627                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1628         return list_lru_shrink_count(&btp->bt_lru, sc);
1629 }
1630
1631 void
1632 xfs_free_buftarg(
1633         struct xfs_mount        *mp,
1634         struct xfs_buftarg      *btp)
1635 {
1636         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1637         list_lru_destroy(&btp->bt_lru);
1638
1639         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1640                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1641
1642         kmem_free(btp);
1643 }
1644
1645 int
1646 xfs_setsize_buftarg(
1647         xfs_buftarg_t           *btp,
1648         unsigned int            sectorsize)
1649 {
1650         /* Set up metadata sector size info */
1651         btp->bt_meta_sectorsize = sectorsize;
1652         btp->bt_meta_sectormask = sectorsize - 1;
1653
1654         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1655                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1656
1657                 bdevname(btp->bt_bdev, name);
1658
1659                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1660                         "Cannot set_blocksize to %u on device %s",
1661                         sectorsize, name);
1662                 return -EINVAL;
1663         }
1664
1665         /* Set up device logical sector size mask */
1666         btp->bt_logical_sectorsize = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev);
1667         btp->bt_logical_sectormask = bdev_logical_block_size(btp->bt_bdev) - 1;
1668
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 /*
1673  * When allocating the initial buffer target we have not yet
1674  * read in the superblock, so don't know what sized sectors
1675  * are being used at this early stage.  Play safe.
1676  */
1677 STATIC int
1678 xfs_setsize_buftarg_early(
1679         xfs_buftarg_t           *btp,
1680         struct block_device     *bdev)
1681 {
1682         return xfs_setsize_buftarg(btp, bdev_logical_block_size(bdev));
1683 }
1684
1685 xfs_buftarg_t *
1686 xfs_alloc_buftarg(
1687         struct xfs_mount        *mp,
1688         struct block_device     *bdev)
1689 {
1690         xfs_buftarg_t           *btp;
1691
1692         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP | KM_NOFS);
1693
1694         btp->bt_mount = mp;
1695         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1696         btp->bt_bdev = bdev;
1697         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1698
1699         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1700                 goto error;
1701
1702         if (list_lru_init(&btp->bt_lru))
1703                 goto error;
1704
1705         btp->bt_shrinker.count_objects = xfs_buftarg_shrink_count;
1706         btp->bt_shrinker.scan_objects = xfs_buftarg_shrink_scan;
1707         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1708         btp->bt_shrinker.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
1709         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1710         return btp;
1711
1712 error:
1713         kmem_free(btp);
1714         return NULL;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Cancel a delayed write list.
1719  *
1720  * Remove each buffer from the list, clear the delwri queue flag and drop the
1721  * associated buffer reference.
1722  */
1723 void
1724 xfs_buf_delwri_cancel(
1725         struct list_head        *list)
1726 {
1727         struct xfs_buf          *bp;
1728
1729         while (!list_empty(list)) {
1730                 bp = list_first_entry(list, struct xfs_buf, b_list);
1731
1732                 xfs_buf_lock(bp);
1733                 bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
1734                 list_del_init(&bp->b_list);
1735                 xfs_buf_relse(bp);
1736         }
1737 }
1738
1739 /*
1740  * Add a buffer to the delayed write list.
1741  *
1742  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1743  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1744  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1745  * to the callers.
1746  *
1747  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1748  * been on the buffer list.
1749  */
1750 bool
1751 xfs_buf_delwri_queue(
1752         struct xfs_buf          *bp,
1753         struct list_head        *list)
1754 {
1755         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1756         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1757
1758         /*
1759          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1760          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1761          * case.
1762          */
1763         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1764                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1765                 return false;
1766         }
1767
1768         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1769
1770         /*
1771          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1772          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1773          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1774          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1775          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1776          * which case we need just need to re-add the flag here.
1777          */
1778         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1779         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1780                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1781                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1782         }
1783
1784         return true;
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Compare function is more complex than it needs to be because
1789  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1790  * on 64 bit values
1791  */
1792 static int
1793 xfs_buf_cmp(
1794         void            *priv,
1795         struct list_head *a,
1796         struct list_head *b)
1797 {
1798         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1799         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1800         xfs_daddr_t             diff;
1801
1802         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1803         if (diff < 0)
1804                 return -1;
1805         if (diff > 0)
1806                 return 1;
1807         return 0;
1808 }
1809
1810 static int
1811 __xfs_buf_delwri_submit(
1812         struct list_head        *buffer_list,
1813         struct list_head        *io_list,
1814         bool                    wait)
1815 {
1816         struct blk_plug         plug;
1817         struct xfs_buf          *bp, *n;
1818         int                     pinned = 0;
1819
1820         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1821                 if (!wait) {
1822                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1823                                 pinned++;
1824                                 continue;
1825                         }
1826                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1827                                 continue;
1828                 } else {
1829                         xfs_buf_lock(bp);
1830                 }
1831
1832                 /*
1833                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1834                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1835                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1836                  * reference and remove it from the list here.
1837                  */
1838                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1839                         list_del_init(&bp->b_list);
1840                         xfs_buf_relse(bp);
1841                         continue;
1842                 }
1843
1844                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1845                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1846         }
1847
1848         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1849
1850         blk_start_plug(&plug);
1851         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1852                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC | XBF_WRITE_FAIL);
1853                 bp->b_flags |= XBF_WRITE | XBF_ASYNC;
1854
1855                 /*
1856                  * we do all Io submission async. This means if we need to wait
1857                  * for IO completion we need to take an extra reference so the
1858                  * buffer is still valid on the other side.
1859                  */
1860                 if (wait)
1861                         xfs_buf_hold(bp);
1862                 else
1863                         list_del_init(&bp->b_list);
1864
1865                 xfs_buf_submit(bp);
1866         }
1867         blk_finish_plug(&plug);
1868
1869         return pinned;
1870 }
1871
1872 /*
1873  * Write out a buffer list asynchronously.
1874  *
1875  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1876  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1877  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1878  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1879  * function.
1880  */
1881 int
1882 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1883         struct list_head        *buffer_list)
1884 {
1885         LIST_HEAD               (io_list);
1886         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Write out a buffer list synchronously.
1891  *
1892  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1893  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1894  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1895  * functionality.
1896  */
1897 int
1898 xfs_buf_delwri_submit(
1899         struct list_head        *buffer_list)
1900 {
1901         LIST_HEAD               (io_list);
1902         int                     error = 0, error2;
1903         struct xfs_buf          *bp;
1904
1905         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1906
1907         /* Wait for IO to complete. */
1908         while (!list_empty(&io_list)) {
1909                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1910
1911                 list_del_init(&bp->b_list);
1912
1913                 /* locking the buffer will wait for async IO completion. */
1914                 xfs_buf_lock(bp);
1915                 error2 = bp->b_error;
1916                 xfs_buf_relse(bp);
1917                 if (!error)
1918                         error = error2;
1919         }
1920
1921         return error;
1922 }
1923
1924 int __init
1925 xfs_buf_init(void)
1926 {
1927         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1928                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1929         if (!xfs_buf_zone)
1930                 goto out;
1931
1932         return 0;
1933
1934  out:
1935         return -ENOMEM;
1936 }
1937
1938 void
1939 xfs_buf_terminate(void)
1940 {
1941         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1942 }