74cd1f7f1f888947ac6ef3e2f07c7ec60a66a748
[~shefty/rdma-dev.git] / fs / ext4 / page-io.c
1 /*
2  * linux/fs/ext4/page-io.c
3  *
4  * This contains the new page_io functions for ext4
5  *
6  * Written by Theodore Ts'o, 2010.
7  */
8
9 #include <linux/fs.h>
10 #include <linux/time.h>
11 #include <linux/jbd2.h>
12 #include <linux/highuid.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/quotaops.h>
15 #include <linux/string.h>
16 #include <linux/buffer_head.h>
17 #include <linux/writeback.h>
18 #include <linux/pagevec.h>
19 #include <linux/mpage.h>
20 #include <linux/namei.h>
21 #include <linux/uio.h>
22 #include <linux/bio.h>
23 #include <linux/workqueue.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/slab.h>
26
27 #include "ext4_jbd2.h"
28 #include "xattr.h"
29 #include "acl.h"
30 #include "ext4_extents.h"
31
32 static struct kmem_cache *io_page_cachep, *io_end_cachep;
33
34 int __init ext4_init_pageio(void)
35 {
36         io_page_cachep = KMEM_CACHE(ext4_io_page, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
37         if (io_page_cachep == NULL)
38                 return -ENOMEM;
39         io_end_cachep = KMEM_CACHE(ext4_io_end, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
40         if (io_end_cachep == NULL) {
41                 kmem_cache_destroy(io_page_cachep);
42                 return -ENOMEM;
43         }
44         return 0;
45 }
46
47 void ext4_exit_pageio(void)
48 {
49         kmem_cache_destroy(io_end_cachep);
50         kmem_cache_destroy(io_page_cachep);
51 }
52
53 void ext4_ioend_wait(struct inode *inode)
54 {
55         wait_queue_head_t *wq = ext4_ioend_wq(inode);
56
57         wait_event(*wq, (atomic_read(&EXT4_I(inode)->i_ioend_count) == 0));
58 }
59
60 static void put_io_page(struct ext4_io_page *io_page)
61 {
62         if (atomic_dec_and_test(&io_page->p_count)) {
63                 put_page(io_page->p_page);
64                 kmem_cache_free(io_page_cachep, io_page);
65         }
66 }
67
68 void ext4_free_io_end(ext4_io_end_t *io)
69 {
70         int i;
71
72         BUG_ON(!io);
73         if (io->page)
74                 put_page(io->page);
75         for (i = 0; i < io->num_io_pages; i++)
76                 put_io_page(io->pages[i]);
77         io->num_io_pages = 0;
78         if (atomic_dec_and_test(&EXT4_I(io->inode)->i_ioend_count))
79                 wake_up_all(ext4_ioend_wq(io->inode));
80         kmem_cache_free(io_end_cachep, io);
81 }
82
83 /*
84  * check a range of space and convert unwritten extents to written.
85  *
86  * Called with inode->i_mutex; we depend on this when we manipulate
87  * io->flag, since we could otherwise race with ext4_flush_completed_IO()
88  */
89 int ext4_end_io_nolock(ext4_io_end_t *io)
90 {
91         struct inode *inode = io->inode;
92         loff_t offset = io->offset;
93         ssize_t size = io->size;
94         int ret = 0;
95
96         ext4_debug("ext4_end_io_nolock: io 0x%p from inode %lu,list->next 0x%p,"
97                    "list->prev 0x%p\n",
98                    io, inode->i_ino, io->list.next, io->list.prev);
99
100         ret = ext4_convert_unwritten_extents(inode, offset, size);
101         if (ret < 0) {
102                 ext4_msg(inode->i_sb, KERN_EMERG,
103                          "failed to convert unwritten extents to written "
104                          "extents -- potential data loss!  "
105                          "(inode %lu, offset %llu, size %zd, error %d)",
106                          inode->i_ino, offset, size, ret);
107         }
108
109         if (io->iocb)
110                 aio_complete(io->iocb, io->result, 0);
111
112         if (io->flag & EXT4_IO_END_DIRECT)
113                 inode_dio_done(inode);
114         /* Wake up anyone waiting on unwritten extent conversion */
115         if (atomic_dec_and_test(&EXT4_I(inode)->i_aiodio_unwritten))
116                 wake_up_all(ext4_ioend_wq(io->inode));
117         return ret;
118 }
119
120 /*
121  * work on completed aio dio IO, to convert unwritten extents to extents
122  */
123 static void ext4_end_io_work(struct work_struct *work)
124 {
125         ext4_io_end_t           *io = container_of(work, ext4_io_end_t, work);
126         struct inode            *inode = io->inode;
127         struct ext4_inode_info  *ei = EXT4_I(inode);
128         unsigned long           flags;
129
130         spin_lock_irqsave(&ei->i_completed_io_lock, flags);
131         if (io->flag & EXT4_IO_END_IN_FSYNC)
132                 goto requeue;
133         if (list_empty(&io->list)) {
134                 spin_unlock_irqrestore(&ei->i_completed_io_lock, flags);
135                 goto free;
136         }
137
138         if (!mutex_trylock(&inode->i_mutex)) {
139                 bool was_queued;
140 requeue:
141                 was_queued = !!(io->flag & EXT4_IO_END_QUEUED);
142                 io->flag |= EXT4_IO_END_QUEUED;
143                 spin_unlock_irqrestore(&ei->i_completed_io_lock, flags);
144                 /*
145                  * Requeue the work instead of waiting so that the work
146                  * items queued after this can be processed.
147                  */
148                 queue_work(EXT4_SB(inode->i_sb)->dio_unwritten_wq, &io->work);
149                 /*
150                  * To prevent the ext4-dio-unwritten thread from keeping
151                  * requeueing end_io requests and occupying cpu for too long,
152                  * yield the cpu if it sees an end_io request that has already
153                  * been requeued.
154                  */
155                 if (was_queued)
156                         yield();
157                 return;
158         }
159         list_del_init(&io->list);
160         spin_unlock_irqrestore(&ei->i_completed_io_lock, flags);
161         (void) ext4_end_io_nolock(io);
162         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
163 free:
164         ext4_free_io_end(io);
165 }
166
167 ext4_io_end_t *ext4_init_io_end(struct inode *inode, gfp_t flags)
168 {
169         ext4_io_end_t *io = kmem_cache_zalloc(io_end_cachep, flags);
170         if (io) {
171                 atomic_inc(&EXT4_I(inode)->i_ioend_count);
172                 io->inode = inode;
173                 INIT_WORK(&io->work, ext4_end_io_work);
174                 INIT_LIST_HEAD(&io->list);
175         }
176         return io;
177 }
178
179 /*
180  * Print an buffer I/O error compatible with the fs/buffer.c.  This
181  * provides compatibility with dmesg scrapers that look for a specific
182  * buffer I/O error message.  We really need a unified error reporting
183  * structure to userspace ala Digital Unix's uerf system, but it's
184  * probably not going to happen in my lifetime, due to LKML politics...
185  */
186 static void buffer_io_error(struct buffer_head *bh)
187 {
188         char b[BDEVNAME_SIZE];
189         printk(KERN_ERR "Buffer I/O error on device %s, logical block %llu\n",
190                         bdevname(bh->b_bdev, b),
191                         (unsigned long long)bh->b_blocknr);
192 }
193
194 static void ext4_end_bio(struct bio *bio, int error)
195 {
196         ext4_io_end_t *io_end = bio->bi_private;
197         struct workqueue_struct *wq;
198         struct inode *inode;
199         unsigned long flags;
200         int i;
201         sector_t bi_sector = bio->bi_sector;
202
203         BUG_ON(!io_end);
204         bio->bi_private = NULL;
205         bio->bi_end_io = NULL;
206         if (test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
207                 error = 0;
208         bio_put(bio);
209
210         for (i = 0; i < io_end->num_io_pages; i++) {
211                 struct page *page = io_end->pages[i]->p_page;
212                 struct buffer_head *bh, *head;
213                 loff_t offset;
214                 loff_t io_end_offset;
215
216                 if (error) {
217                         SetPageError(page);
218                         set_bit(AS_EIO, &page->mapping->flags);
219                         head = page_buffers(page);
220                         BUG_ON(!head);
221
222                         io_end_offset = io_end->offset + io_end->size;
223
224                         offset = (sector_t) page->index << PAGE_CACHE_SHIFT;
225                         bh = head;
226                         do {
227                                 if ((offset >= io_end->offset) &&
228                                     (offset+bh->b_size <= io_end_offset))
229                                         buffer_io_error(bh);
230
231                                 offset += bh->b_size;
232                                 bh = bh->b_this_page;
233                         } while (bh != head);
234                 }
235
236                 if (atomic_read(&io_end->pages[i]->p_count) == 1)
237                         end_page_writeback(io_end->pages[i]->p_page);
238         }
239         inode = io_end->inode;
240
241         if (error) {
242                 io_end->flag |= EXT4_IO_END_ERROR;
243                 ext4_warning(inode->i_sb, "I/O error writing to inode %lu "
244                              "(offset %llu size %ld starting block %llu)",
245                              inode->i_ino,
246                              (unsigned long long) io_end->offset,
247                              (long) io_end->size,
248                              (unsigned long long)
249                              bi_sector >> (inode->i_blkbits - 9));
250         }
251
252         if (!(io_end->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN)) {
253                 ext4_free_io_end(io_end);
254                 return;
255         }
256
257         /* Add the io_end to per-inode completed io list*/
258         spin_lock_irqsave(&EXT4_I(inode)->i_completed_io_lock, flags);
259         list_add_tail(&io_end->list, &EXT4_I(inode)->i_completed_io_list);
260         spin_unlock_irqrestore(&EXT4_I(inode)->i_completed_io_lock, flags);
261
262         wq = EXT4_SB(inode->i_sb)->dio_unwritten_wq;
263         /* queue the work to convert unwritten extents to written */
264         queue_work(wq, &io_end->work);
265 }
266
267 void ext4_io_submit(struct ext4_io_submit *io)
268 {
269         struct bio *bio = io->io_bio;
270
271         if (bio) {
272                 bio_get(io->io_bio);
273                 submit_bio(io->io_op, io->io_bio);
274                 BUG_ON(bio_flagged(io->io_bio, BIO_EOPNOTSUPP));
275                 bio_put(io->io_bio);
276         }
277         io->io_bio = NULL;
278         io->io_op = 0;
279         io->io_end = NULL;
280 }
281
282 static int io_submit_init(struct ext4_io_submit *io,
283                           struct inode *inode,
284                           struct writeback_control *wbc,
285                           struct buffer_head *bh)
286 {
287         ext4_io_end_t *io_end;
288         struct page *page = bh->b_page;
289         int nvecs = bio_get_nr_vecs(bh->b_bdev);
290         struct bio *bio;
291
292         io_end = ext4_init_io_end(inode, GFP_NOFS);
293         if (!io_end)
294                 return -ENOMEM;
295         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, min(nvecs, BIO_MAX_PAGES));
296         bio->bi_sector = bh->b_blocknr * (bh->b_size >> 9);
297         bio->bi_bdev = bh->b_bdev;
298         bio->bi_private = io->io_end = io_end;
299         bio->bi_end_io = ext4_end_bio;
300
301         io_end->offset = (page->index << PAGE_CACHE_SHIFT) + bh_offset(bh);
302
303         io->io_bio = bio;
304         io->io_op = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL ?  WRITE_SYNC : WRITE);
305         io->io_next_block = bh->b_blocknr;
306         return 0;
307 }
308
309 static int io_submit_add_bh(struct ext4_io_submit *io,
310                             struct ext4_io_page *io_page,
311                             struct inode *inode,
312                             struct writeback_control *wbc,
313                             struct buffer_head *bh)
314 {
315         ext4_io_end_t *io_end;
316         int ret;
317
318         if (buffer_new(bh)) {
319                 clear_buffer_new(bh);
320                 unmap_underlying_metadata(bh->b_bdev, bh->b_blocknr);
321         }
322
323         if (!buffer_mapped(bh) || buffer_delay(bh)) {
324                 if (!buffer_mapped(bh))
325                         clear_buffer_dirty(bh);
326                 if (io->io_bio)
327                         ext4_io_submit(io);
328                 return 0;
329         }
330
331         if (io->io_bio && bh->b_blocknr != io->io_next_block) {
332 submit_and_retry:
333                 ext4_io_submit(io);
334         }
335         if (io->io_bio == NULL) {
336                 ret = io_submit_init(io, inode, wbc, bh);
337                 if (ret)
338                         return ret;
339         }
340         io_end = io->io_end;
341         if ((io_end->num_io_pages >= MAX_IO_PAGES) &&
342             (io_end->pages[io_end->num_io_pages-1] != io_page))
343                 goto submit_and_retry;
344         if (buffer_uninit(bh))
345                 ext4_set_io_unwritten_flag(inode, io_end);
346         io->io_end->size += bh->b_size;
347         io->io_next_block++;
348         ret = bio_add_page(io->io_bio, bh->b_page, bh->b_size, bh_offset(bh));
349         if (ret != bh->b_size)
350                 goto submit_and_retry;
351         if ((io_end->num_io_pages == 0) ||
352             (io_end->pages[io_end->num_io_pages-1] != io_page)) {
353                 io_end->pages[io_end->num_io_pages++] = io_page;
354                 atomic_inc(&io_page->p_count);
355         }
356         return 0;
357 }
358
359 int ext4_bio_write_page(struct ext4_io_submit *io,
360                         struct page *page,
361                         int len,
362                         struct writeback_control *wbc)
363 {
364         struct inode *inode = page->mapping->host;
365         unsigned block_start, block_end, blocksize;
366         struct ext4_io_page *io_page;
367         struct buffer_head *bh, *head;
368         int ret = 0;
369
370         blocksize = 1 << inode->i_blkbits;
371
372         BUG_ON(!PageLocked(page));
373         BUG_ON(PageWriteback(page));
374
375         io_page = kmem_cache_alloc(io_page_cachep, GFP_NOFS);
376         if (!io_page) {
377                 set_page_dirty(page);
378                 unlock_page(page);
379                 return -ENOMEM;
380         }
381         io_page->p_page = page;
382         atomic_set(&io_page->p_count, 1);
383         get_page(page);
384         set_page_writeback(page);
385         ClearPageError(page);
386
387         for (bh = head = page_buffers(page), block_start = 0;
388              bh != head || !block_start;
389              block_start = block_end, bh = bh->b_this_page) {
390
391                 block_end = block_start + blocksize;
392                 if (block_start >= len) {
393                         /*
394                          * Comments copied from block_write_full_page_endio:
395                          *
396                          * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on
397                          * each and every writepage invocation because it may
398                          * be mmapped.  "A file is mapped in multiples of the
399                          * page size.  For a file that is not a multiple of
400                          * the  page size, the remaining memory is zeroed when
401                          * mapped, and writes to that region are not written
402                          * out to the file."
403                          */
404                         zero_user_segment(page, block_start, block_end);
405                         clear_buffer_dirty(bh);
406                         set_buffer_uptodate(bh);
407                         continue;
408                 }
409                 clear_buffer_dirty(bh);
410                 ret = io_submit_add_bh(io, io_page, inode, wbc, bh);
411                 if (ret) {
412                         /*
413                          * We only get here on ENOMEM.  Not much else
414                          * we can do but mark the page as dirty, and
415                          * better luck next time.
416                          */
417                         set_page_dirty(page);
418                         break;
419                 }
420         }
421         unlock_page(page);
422         /*
423          * If the page was truncated before we could do the writeback,
424          * or we had a memory allocation error while trying to write
425          * the first buffer head, we won't have submitted any pages for
426          * I/O.  In that case we need to make sure we've cleared the
427          * PageWriteback bit from the page to prevent the system from
428          * wedging later on.
429          */
430         if (atomic_read(&io_page->p_count) == 1)
431                 end_page_writeback(page);
432         put_io_page(io_page);
433         return ret;
434 }