56d1614760cfba8b58957f37146d417d120fc087
[~shefty/rdma-dev.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_sb.h"
38 #include "xfs_log.h"
39 #include "xfs_ag.h"
40 #include "xfs_mount.h"
41 #include "xfs_trace.h"
42
43 static kmem_zone_t *xfs_buf_zone;
44
45 static struct workqueue_struct *xfslogd_workqueue;
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  * xfs_buf_lru_add - add a buffer to the LRU.
84  *
85  * The LRU takes a new reference to the buffer so that it will only be freed
86  * once the shrinker takes the buffer off the LRU.
87  */
88 STATIC void
89 xfs_buf_lru_add(
90         struct xfs_buf  *bp)
91 {
92         struct xfs_buftarg *btp = bp->b_target;
93
94         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
95         if (list_empty(&bp->b_lru)) {
96                 atomic_inc(&bp->b_hold);
97                 list_add_tail(&bp->b_lru, &btp->bt_lru);
98                 btp->bt_lru_nr++;
99                 bp->b_lru_flags &= ~_XBF_LRU_DISPOSE;
100         }
101         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
102 }
103
104 /*
105  * xfs_buf_lru_del - remove a buffer from the LRU
106  *
107  * The unlocked check is safe here because it only occurs when there are not
108  * b_lru_ref counts left on the inode under the pag->pag_buf_lock. it is there
109  * to optimise the shrinker removing the buffer from the LRU and calling
110  * xfs_buf_free(). i.e. it removes an unnecessary round trip on the
111  * bt_lru_lock.
112  */
113 STATIC void
114 xfs_buf_lru_del(
115         struct xfs_buf  *bp)
116 {
117         struct xfs_buftarg *btp = bp->b_target;
118
119         if (list_empty(&bp->b_lru))
120                 return;
121
122         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
123         if (!list_empty(&bp->b_lru)) {
124                 list_del_init(&bp->b_lru);
125                 btp->bt_lru_nr--;
126         }
127         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
128 }
129
130 /*
131  * When we mark a buffer stale, we remove the buffer from the LRU and clear the
132  * b_lru_ref count so that the buffer is freed immediately when the buffer
133  * reference count falls to zero. If the buffer is already on the LRU, we need
134  * to remove the reference that LRU holds on the buffer.
135  *
136  * This prevents build-up of stale buffers on the LRU.
137  */
138 void
139 xfs_buf_stale(
140         struct xfs_buf  *bp)
141 {
142         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
143
144         bp->b_flags |= XBF_STALE;
145
146         /*
147          * Clear the delwri status so that a delwri queue walker will not
148          * flush this buffer to disk now that it is stale. The delwri queue has
149          * a reference to the buffer, so this is safe to do.
150          */
151         bp->b_flags &= ~_XBF_DELWRI_Q;
152
153         atomic_set(&(bp)->b_lru_ref, 0);
154         if (!list_empty(&bp->b_lru)) {
155                 struct xfs_buftarg *btp = bp->b_target;
156
157                 spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
158                 if (!list_empty(&bp->b_lru) &&
159                     !(bp->b_lru_flags & _XBF_LRU_DISPOSE)) {
160                         list_del_init(&bp->b_lru);
161                         btp->bt_lru_nr--;
162                         atomic_dec(&bp->b_hold);
163                 }
164                 spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
165         }
166         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) >= 1);
167 }
168
169 static int
170 xfs_buf_get_maps(
171         struct xfs_buf          *bp,
172         int                     map_count)
173 {
174         ASSERT(bp->b_maps == NULL);
175         bp->b_map_count = map_count;
176
177         if (map_count == 1) {
178                 bp->b_maps = &bp->__b_map;
179                 return 0;
180         }
181
182         bp->b_maps = kmem_zalloc(map_count * sizeof(struct xfs_buf_map),
183                                 KM_NOFS);
184         if (!bp->b_maps)
185                 return ENOMEM;
186         return 0;
187 }
188
189 /*
190  *      Frees b_pages if it was allocated.
191  */
192 static void
193 xfs_buf_free_maps(
194         struct xfs_buf  *bp)
195 {
196         if (bp->b_maps != &bp->__b_map) {
197                 kmem_free(bp->b_maps);
198                 bp->b_maps = NULL;
199         }
200 }
201
202 struct xfs_buf *
203 _xfs_buf_alloc(
204         struct xfs_buftarg      *target,
205         struct xfs_buf_map      *map,
206         int                     nmaps,
207         xfs_buf_flags_t         flags)
208 {
209         struct xfs_buf          *bp;
210         int                     error;
211         int                     i;
212
213         bp = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_zone, KM_NOFS);
214         if (unlikely(!bp))
215                 return NULL;
216
217         /*
218          * We don't want certain flags to appear in b_flags unless they are
219          * specifically set by later operations on the buffer.
220          */
221         flags &= ~(XBF_UNMAPPED | XBF_TRYLOCK | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
222
223         atomic_set(&bp->b_hold, 1);
224         atomic_set(&bp->b_lru_ref, 1);
225         init_completion(&bp->b_iowait);
226         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_lru);
227         INIT_LIST_HEAD(&bp->b_list);
228         RB_CLEAR_NODE(&bp->b_rbnode);
229         sema_init(&bp->b_sema, 0); /* held, no waiters */
230         XB_SET_OWNER(bp);
231         bp->b_target = target;
232         bp->b_flags = flags;
233
234         /*
235          * Set length and io_length to the same value initially.
236          * I/O routines should use io_length, which will be the same in
237          * most cases but may be reset (e.g. XFS recovery).
238          */
239         error = xfs_buf_get_maps(bp, nmaps);
240         if (error)  {
241                 kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
242                 return NULL;
243         }
244
245         bp->b_bn = map[0].bm_bn;
246         bp->b_length = 0;
247         for (i = 0; i < nmaps; i++) {
248                 bp->b_maps[i].bm_bn = map[i].bm_bn;
249                 bp->b_maps[i].bm_len = map[i].bm_len;
250                 bp->b_length += map[i].bm_len;
251         }
252         bp->b_io_length = bp->b_length;
253
254         atomic_set(&bp->b_pin_count, 0);
255         init_waitqueue_head(&bp->b_waiters);
256
257         XFS_STATS_INC(xb_create);
258         trace_xfs_buf_init(bp, _RET_IP_);
259
260         return bp;
261 }
262
263 /*
264  *      Allocate a page array capable of holding a specified number
265  *      of pages, and point the page buf at it.
266  */
267 STATIC int
268 _xfs_buf_get_pages(
269         xfs_buf_t               *bp,
270         int                     page_count,
271         xfs_buf_flags_t         flags)
272 {
273         /* Make sure that we have a page list */
274         if (bp->b_pages == NULL) {
275                 bp->b_page_count = page_count;
276                 if (page_count <= XB_PAGES) {
277                         bp->b_pages = bp->b_page_array;
278                 } else {
279                         bp->b_pages = kmem_alloc(sizeof(struct page *) *
280                                                  page_count, KM_NOFS);
281                         if (bp->b_pages == NULL)
282                                 return -ENOMEM;
283                 }
284                 memset(bp->b_pages, 0, sizeof(struct page *) * page_count);
285         }
286         return 0;
287 }
288
289 /*
290  *      Frees b_pages if it was allocated.
291  */
292 STATIC void
293 _xfs_buf_free_pages(
294         xfs_buf_t       *bp)
295 {
296         if (bp->b_pages != bp->b_page_array) {
297                 kmem_free(bp->b_pages);
298                 bp->b_pages = NULL;
299         }
300 }
301
302 /*
303  *      Releases the specified buffer.
304  *
305  *      The modification state of any associated pages is left unchanged.
306  *      The buffer most not be on any hash - use xfs_buf_rele instead for
307  *      hashed and refcounted buffers
308  */
309 void
310 xfs_buf_free(
311         xfs_buf_t               *bp)
312 {
313         trace_xfs_buf_free(bp, _RET_IP_);
314
315         ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
316
317         if (bp->b_flags & _XBF_PAGES) {
318                 uint            i;
319
320                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp))
321                         vm_unmap_ram(bp->b_addr - bp->b_offset,
322                                         bp->b_page_count);
323
324                 for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
325                         struct page     *page = bp->b_pages[i];
326
327                         __free_page(page);
328                 }
329         } else if (bp->b_flags & _XBF_KMEM)
330                 kmem_free(bp->b_addr);
331         _xfs_buf_free_pages(bp);
332         xfs_buf_free_maps(bp);
333         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
334 }
335
336 /*
337  * Allocates all the pages for buffer in question and builds it's page list.
338  */
339 STATIC int
340 xfs_buf_allocate_memory(
341         xfs_buf_t               *bp,
342         uint                    flags)
343 {
344         size_t                  size;
345         size_t                  nbytes, offset;
346         gfp_t                   gfp_mask = xb_to_gfp(flags);
347         unsigned short          page_count, i;
348         xfs_off_t               start, end;
349         int                     error;
350
351         /*
352          * for buffers that are contained within a single page, just allocate
353          * the memory from the heap - there's no need for the complexity of
354          * page arrays to keep allocation down to order 0.
355          */
356         size = BBTOB(bp->b_length);
357         if (size < PAGE_SIZE) {
358                 bp->b_addr = kmem_alloc(size, KM_NOFS);
359                 if (!bp->b_addr) {
360                         /* low memory - use alloc_page loop instead */
361                         goto use_alloc_page;
362                 }
363
364                 if (((unsigned long)(bp->b_addr + size - 1) & PAGE_MASK) !=
365                     ((unsigned long)bp->b_addr & PAGE_MASK)) {
366                         /* b_addr spans two pages - use alloc_page instead */
367                         kmem_free(bp->b_addr);
368                         bp->b_addr = NULL;
369                         goto use_alloc_page;
370                 }
371                 bp->b_offset = offset_in_page(bp->b_addr);
372                 bp->b_pages = bp->b_page_array;
373                 bp->b_pages[0] = virt_to_page(bp->b_addr);
374                 bp->b_page_count = 1;
375                 bp->b_flags |= _XBF_KMEM;
376                 return 0;
377         }
378
379 use_alloc_page:
380         start = BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn) >> PAGE_SHIFT;
381         end = (BBTOB(bp->b_maps[0].bm_bn + bp->b_length) + PAGE_SIZE - 1)
382                                                                 >> PAGE_SHIFT;
383         page_count = end - start;
384         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, flags);
385         if (unlikely(error))
386                 return error;
387
388         offset = bp->b_offset;
389         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
390
391         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
392                 struct page     *page;
393                 uint            retries = 0;
394 retry:
395                 page = alloc_page(gfp_mask);
396                 if (unlikely(page == NULL)) {
397                         if (flags & XBF_READ_AHEAD) {
398                                 bp->b_page_count = i;
399                                 error = ENOMEM;
400                                 goto out_free_pages;
401                         }
402
403                         /*
404                          * This could deadlock.
405                          *
406                          * But until all the XFS lowlevel code is revamped to
407                          * handle buffer allocation failures we can't do much.
408                          */
409                         if (!(++retries % 100))
410                                 xfs_err(NULL,
411                 "possible memory allocation deadlock in %s (mode:0x%x)",
412                                         __func__, gfp_mask);
413
414                         XFS_STATS_INC(xb_page_retries);
415                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
416                         goto retry;
417                 }
418
419                 XFS_STATS_INC(xb_page_found);
420
421                 nbytes = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - offset);
422                 size -= nbytes;
423                 bp->b_pages[i] = page;
424                 offset = 0;
425         }
426         return 0;
427
428 out_free_pages:
429         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++)
430                 __free_page(bp->b_pages[i]);
431         return error;
432 }
433
434 /*
435  *      Map buffer into kernel address-space if necessary.
436  */
437 STATIC int
438 _xfs_buf_map_pages(
439         xfs_buf_t               *bp,
440         uint                    flags)
441 {
442         ASSERT(bp->b_flags & _XBF_PAGES);
443         if (bp->b_page_count == 1) {
444                 /* A single page buffer is always mappable */
445                 bp->b_addr = page_address(bp->b_pages[0]) + bp->b_offset;
446         } else if (flags & XBF_UNMAPPED) {
447                 bp->b_addr = NULL;
448         } else {
449                 int retried = 0;
450
451                 do {
452                         bp->b_addr = vm_map_ram(bp->b_pages, bp->b_page_count,
453                                                 -1, PAGE_KERNEL);
454                         if (bp->b_addr)
455                                 break;
456                         vm_unmap_aliases();
457                 } while (retried++ <= 1);
458
459                 if (!bp->b_addr)
460                         return -ENOMEM;
461                 bp->b_addr += bp->b_offset;
462         }
463
464         return 0;
465 }
466
467 /*
468  *      Finding and Reading Buffers
469  */
470
471 /*
472  *      Look up, and creates if absent, a lockable buffer for
473  *      a given range of an inode.  The buffer is returned
474  *      locked. No I/O is implied by this call.
475  */
476 xfs_buf_t *
477 _xfs_buf_find(
478         struct xfs_buftarg      *btp,
479         struct xfs_buf_map      *map,
480         int                     nmaps,
481         xfs_buf_flags_t         flags,
482         xfs_buf_t               *new_bp)
483 {
484         size_t                  numbytes;
485         struct xfs_perag        *pag;
486         struct rb_node          **rbp;
487         struct rb_node          *parent;
488         xfs_buf_t               *bp;
489         xfs_daddr_t             blkno = map[0].bm_bn;
490         int                     numblks = 0;
491         int                     i;
492
493         for (i = 0; i < nmaps; i++)
494                 numblks += map[i].bm_len;
495         numbytes = BBTOB(numblks);
496
497         /* Check for IOs smaller than the sector size / not sector aligned */
498         ASSERT(!(numbytes < (1 << btp->bt_sshift)));
499         ASSERT(!(BBTOB(blkno) & (xfs_off_t)btp->bt_smask));
500
501         /* get tree root */
502         pag = xfs_perag_get(btp->bt_mount,
503                                 xfs_daddr_to_agno(btp->bt_mount, blkno));
504
505         /* walk tree */
506         spin_lock(&pag->pag_buf_lock);
507         rbp = &pag->pag_buf_tree.rb_node;
508         parent = NULL;
509         bp = NULL;
510         while (*rbp) {
511                 parent = *rbp;
512                 bp = rb_entry(parent, struct xfs_buf, b_rbnode);
513
514                 if (blkno < bp->b_bn)
515                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
516                 else if (blkno > bp->b_bn)
517                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
518                 else {
519                         /*
520                          * found a block number match. If the range doesn't
521                          * match, the only way this is allowed is if the buffer
522                          * in the cache is stale and the transaction that made
523                          * it stale has not yet committed. i.e. we are
524                          * reallocating a busy extent. Skip this buffer and
525                          * continue searching to the right for an exact match.
526                          */
527                         if (bp->b_length != numblks) {
528                                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
529                                 rbp = &(*rbp)->rb_right;
530                                 continue;
531                         }
532                         atomic_inc(&bp->b_hold);
533                         goto found;
534                 }
535         }
536
537         /* No match found */
538         if (new_bp) {
539                 rb_link_node(&new_bp->b_rbnode, parent, rbp);
540                 rb_insert_color(&new_bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
541                 /* the buffer keeps the perag reference until it is freed */
542                 new_bp->b_pag = pag;
543                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
544         } else {
545                 XFS_STATS_INC(xb_miss_locked);
546                 spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
547                 xfs_perag_put(pag);
548         }
549         return new_bp;
550
551 found:
552         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
553         xfs_perag_put(pag);
554
555         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
556                 if (flags & XBF_TRYLOCK) {
557                         xfs_buf_rele(bp);
558                         XFS_STATS_INC(xb_busy_locked);
559                         return NULL;
560                 }
561                 xfs_buf_lock(bp);
562                 XFS_STATS_INC(xb_get_locked_waited);
563         }
564
565         /*
566          * if the buffer is stale, clear all the external state associated with
567          * it. We need to keep flags such as how we allocated the buffer memory
568          * intact here.
569          */
570         if (bp->b_flags & XBF_STALE) {
571                 ASSERT((bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) == 0);
572                 ASSERT(bp->b_iodone == NULL);
573                 bp->b_flags &= _XBF_KMEM | _XBF_PAGES;
574                 bp->b_ops = NULL;
575         }
576
577         trace_xfs_buf_find(bp, flags, _RET_IP_);
578         XFS_STATS_INC(xb_get_locked);
579         return bp;
580 }
581
582 /*
583  * Assembles a buffer covering the specified range. The code is optimised for
584  * cache hits, as metadata intensive workloads will see 3 orders of magnitude
585  * more hits than misses.
586  */
587 struct xfs_buf *
588 xfs_buf_get_map(
589         struct xfs_buftarg      *target,
590         struct xfs_buf_map      *map,
591         int                     nmaps,
592         xfs_buf_flags_t         flags)
593 {
594         struct xfs_buf          *bp;
595         struct xfs_buf          *new_bp;
596         int                     error = 0;
597
598         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, NULL);
599         if (likely(bp))
600                 goto found;
601
602         new_bp = _xfs_buf_alloc(target, map, nmaps, flags);
603         if (unlikely(!new_bp))
604                 return NULL;
605
606         error = xfs_buf_allocate_memory(new_bp, flags);
607         if (error) {
608                 xfs_buf_free(new_bp);
609                 return NULL;
610         }
611
612         bp = _xfs_buf_find(target, map, nmaps, flags, new_bp);
613         if (!bp) {
614                 xfs_buf_free(new_bp);
615                 return NULL;
616         }
617
618         if (bp != new_bp)
619                 xfs_buf_free(new_bp);
620
621 found:
622         if (!bp->b_addr) {
623                 error = _xfs_buf_map_pages(bp, flags);
624                 if (unlikely(error)) {
625                         xfs_warn(target->bt_mount,
626                                 "%s: failed to map pages\n", __func__);
627                         xfs_buf_relse(bp);
628                         return NULL;
629                 }
630         }
631
632         XFS_STATS_INC(xb_get);
633         trace_xfs_buf_get(bp, flags, _RET_IP_);
634         return bp;
635 }
636
637 STATIC int
638 _xfs_buf_read(
639         xfs_buf_t               *bp,
640         xfs_buf_flags_t         flags)
641 {
642         ASSERT(!(flags & XBF_WRITE));
643         ASSERT(bp->b_maps[0].bm_bn != XFS_BUF_DADDR_NULL);
644
645         bp->b_flags &= ~(XBF_WRITE | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
646         bp->b_flags |= flags & (XBF_READ | XBF_ASYNC | XBF_READ_AHEAD);
647
648         xfs_buf_iorequest(bp);
649         if (flags & XBF_ASYNC)
650                 return 0;
651         return xfs_buf_iowait(bp);
652 }
653
654 xfs_buf_t *
655 xfs_buf_read_map(
656         struct xfs_buftarg      *target,
657         struct xfs_buf_map      *map,
658         int                     nmaps,
659         xfs_buf_flags_t         flags,
660         const struct xfs_buf_ops *ops)
661 {
662         struct xfs_buf          *bp;
663
664         flags |= XBF_READ;
665
666         bp = xfs_buf_get_map(target, map, nmaps, flags);
667         if (bp) {
668                 trace_xfs_buf_read(bp, flags, _RET_IP_);
669
670                 if (!XFS_BUF_ISDONE(bp)) {
671                         XFS_STATS_INC(xb_get_read);
672                         bp->b_ops = ops;
673                         _xfs_buf_read(bp, flags);
674                 } else if (flags & XBF_ASYNC) {
675                         /*
676                          * Read ahead call which is already satisfied,
677                          * drop the buffer
678                          */
679                         xfs_buf_relse(bp);
680                         return NULL;
681                 } else {
682                         /* We do not want read in the flags */
683                         bp->b_flags &= ~XBF_READ;
684                 }
685         }
686
687         return bp;
688 }
689
690 /*
691  *      If we are not low on memory then do the readahead in a deadlock
692  *      safe manner.
693  */
694 void
695 xfs_buf_readahead_map(
696         struct xfs_buftarg      *target,
697         struct xfs_buf_map      *map,
698         int                     nmaps,
699         const struct xfs_buf_ops *ops)
700 {
701         if (bdi_read_congested(target->bt_bdi))
702                 return;
703
704         xfs_buf_read_map(target, map, nmaps,
705                      XBF_TRYLOCK|XBF_ASYNC|XBF_READ_AHEAD, ops);
706 }
707
708 /*
709  * Read an uncached buffer from disk. Allocates and returns a locked
710  * buffer containing the disk contents or nothing.
711  */
712 struct xfs_buf *
713 xfs_buf_read_uncached(
714         struct xfs_buftarg      *target,
715         xfs_daddr_t             daddr,
716         size_t                  numblks,
717         int                     flags,
718         const struct xfs_buf_ops *ops)
719 {
720         struct xfs_buf          *bp;
721
722         bp = xfs_buf_get_uncached(target, numblks, flags);
723         if (!bp)
724                 return NULL;
725
726         /* set up the buffer for a read IO */
727         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
728         bp->b_bn = daddr;
729         bp->b_maps[0].bm_bn = daddr;
730         bp->b_flags |= XBF_READ;
731         bp->b_ops = ops;
732
733         xfsbdstrat(target->bt_mount, bp);
734         xfs_buf_iowait(bp);
735         return bp;
736 }
737
738 /*
739  * Return a buffer allocated as an empty buffer and associated to external
740  * memory via xfs_buf_associate_memory() back to it's empty state.
741  */
742 void
743 xfs_buf_set_empty(
744         struct xfs_buf          *bp,
745         size_t                  numblks)
746 {
747         if (bp->b_pages)
748                 _xfs_buf_free_pages(bp);
749
750         bp->b_pages = NULL;
751         bp->b_page_count = 0;
752         bp->b_addr = NULL;
753         bp->b_length = numblks;
754         bp->b_io_length = numblks;
755
756         ASSERT(bp->b_map_count == 1);
757         bp->b_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
758         bp->b_maps[0].bm_bn = XFS_BUF_DADDR_NULL;
759         bp->b_maps[0].bm_len = bp->b_length;
760 }
761
762 static inline struct page *
763 mem_to_page(
764         void                    *addr)
765 {
766         if ((!is_vmalloc_addr(addr))) {
767                 return virt_to_page(addr);
768         } else {
769                 return vmalloc_to_page(addr);
770         }
771 }
772
773 int
774 xfs_buf_associate_memory(
775         xfs_buf_t               *bp,
776         void                    *mem,
777         size_t                  len)
778 {
779         int                     rval;
780         int                     i = 0;
781         unsigned long           pageaddr;
782         unsigned long           offset;
783         size_t                  buflen;
784         int                     page_count;
785
786         pageaddr = (unsigned long)mem & PAGE_MASK;
787         offset = (unsigned long)mem - pageaddr;
788         buflen = PAGE_ALIGN(len + offset);
789         page_count = buflen >> PAGE_SHIFT;
790
791         /* Free any previous set of page pointers */
792         if (bp->b_pages)
793                 _xfs_buf_free_pages(bp);
794
795         bp->b_pages = NULL;
796         bp->b_addr = mem;
797
798         rval = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
799         if (rval)
800                 return rval;
801
802         bp->b_offset = offset;
803
804         for (i = 0; i < bp->b_page_count; i++) {
805                 bp->b_pages[i] = mem_to_page((void *)pageaddr);
806                 pageaddr += PAGE_SIZE;
807         }
808
809         bp->b_io_length = BTOBB(len);
810         bp->b_length = BTOBB(buflen);
811
812         return 0;
813 }
814
815 xfs_buf_t *
816 xfs_buf_get_uncached(
817         struct xfs_buftarg      *target,
818         size_t                  numblks,
819         int                     flags)
820 {
821         unsigned long           page_count;
822         int                     error, i;
823         struct xfs_buf          *bp;
824         DEFINE_SINGLE_BUF_MAP(map, XFS_BUF_DADDR_NULL, numblks);
825
826         bp = _xfs_buf_alloc(target, &map, 1, 0);
827         if (unlikely(bp == NULL))
828                 goto fail;
829
830         page_count = PAGE_ALIGN(numblks << BBSHIFT) >> PAGE_SHIFT;
831         error = _xfs_buf_get_pages(bp, page_count, 0);
832         if (error)
833                 goto fail_free_buf;
834
835         for (i = 0; i < page_count; i++) {
836                 bp->b_pages[i] = alloc_page(xb_to_gfp(flags));
837                 if (!bp->b_pages[i])
838                         goto fail_free_mem;
839         }
840         bp->b_flags |= _XBF_PAGES;
841
842         error = _xfs_buf_map_pages(bp, 0);
843         if (unlikely(error)) {
844                 xfs_warn(target->bt_mount,
845                         "%s: failed to map pages\n", __func__);
846                 goto fail_free_mem;
847         }
848
849         trace_xfs_buf_get_uncached(bp, _RET_IP_);
850         return bp;
851
852  fail_free_mem:
853         while (--i >= 0)
854                 __free_page(bp->b_pages[i]);
855         _xfs_buf_free_pages(bp);
856  fail_free_buf:
857         xfs_buf_free_maps(bp);
858         kmem_zone_free(xfs_buf_zone, bp);
859  fail:
860         return NULL;
861 }
862
863 /*
864  *      Increment reference count on buffer, to hold the buffer concurrently
865  *      with another thread which may release (free) the buffer asynchronously.
866  *      Must hold the buffer already to call this function.
867  */
868 void
869 xfs_buf_hold(
870         xfs_buf_t               *bp)
871 {
872         trace_xfs_buf_hold(bp, _RET_IP_);
873         atomic_inc(&bp->b_hold);
874 }
875
876 /*
877  *      Releases a hold on the specified buffer.  If the
878  *      the hold count is 1, calls xfs_buf_free.
879  */
880 void
881 xfs_buf_rele(
882         xfs_buf_t               *bp)
883 {
884         struct xfs_perag        *pag = bp->b_pag;
885
886         trace_xfs_buf_rele(bp, _RET_IP_);
887
888         if (!pag) {
889                 ASSERT(list_empty(&bp->b_lru));
890                 ASSERT(RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
891                 if (atomic_dec_and_test(&bp->b_hold))
892                         xfs_buf_free(bp);
893                 return;
894         }
895
896         ASSERT(!RB_EMPTY_NODE(&bp->b_rbnode));
897
898         ASSERT(atomic_read(&bp->b_hold) > 0);
899         if (atomic_dec_and_lock(&bp->b_hold, &pag->pag_buf_lock)) {
900                 if (!(bp->b_flags & XBF_STALE) &&
901                            atomic_read(&bp->b_lru_ref)) {
902                         xfs_buf_lru_add(bp);
903                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
904                 } else {
905                         xfs_buf_lru_del(bp);
906                         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
907                         rb_erase(&bp->b_rbnode, &pag->pag_buf_tree);
908                         spin_unlock(&pag->pag_buf_lock);
909                         xfs_perag_put(pag);
910                         xfs_buf_free(bp);
911                 }
912         }
913 }
914
915
916 /*
917  *      Lock a buffer object, if it is not already locked.
918  *
919  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we are
920  *      being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because it is
921  *      pinned, we know that the log has not been pushed to disk and hence it
922  *      will still be locked.  Rather than continuing to have trylock attempts
923  *      fail until someone else pushes the log, push it ourselves before
924  *      returning.  This means that the xfsaild will not get stuck trying
925  *      to push on stale inode buffers.
926  */
927 int
928 xfs_buf_trylock(
929         struct xfs_buf          *bp)
930 {
931         int                     locked;
932
933         locked = down_trylock(&bp->b_sema) == 0;
934         if (locked)
935                 XB_SET_OWNER(bp);
936         else if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
937                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
938
939         trace_xfs_buf_trylock(bp, _RET_IP_);
940         return locked;
941 }
942
943 /*
944  *      Lock a buffer object.
945  *
946  *      If we come across a stale, pinned, locked buffer, we know that we
947  *      are being asked to lock a buffer that has been reallocated. Because
948  *      it is pinned, we know that the log has not been pushed to disk and
949  *      hence it will still be locked. Rather than sleeping until someone
950  *      else pushes the log, push it ourselves before trying to get the lock.
951  */
952 void
953 xfs_buf_lock(
954         struct xfs_buf          *bp)
955 {
956         trace_xfs_buf_lock(bp, _RET_IP_);
957
958         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) && (bp->b_flags & XBF_STALE))
959                 xfs_log_force(bp->b_target->bt_mount, 0);
960         down(&bp->b_sema);
961         XB_SET_OWNER(bp);
962
963         trace_xfs_buf_lock_done(bp, _RET_IP_);
964 }
965
966 void
967 xfs_buf_unlock(
968         struct xfs_buf          *bp)
969 {
970         XB_CLEAR_OWNER(bp);
971         up(&bp->b_sema);
972
973         trace_xfs_buf_unlock(bp, _RET_IP_);
974 }
975
976 STATIC void
977 xfs_buf_wait_unpin(
978         xfs_buf_t               *bp)
979 {
980         DECLARE_WAITQUEUE       (wait, current);
981
982         if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
983                 return;
984
985         add_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
986         for (;;) {
987                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
988                 if (atomic_read(&bp->b_pin_count) == 0)
989                         break;
990                 io_schedule();
991         }
992         remove_wait_queue(&bp->b_waiters, &wait);
993         set_current_state(TASK_RUNNING);
994 }
995
996 /*
997  *      Buffer Utility Routines
998  */
999
1000 STATIC void
1001 xfs_buf_iodone_work(
1002         struct work_struct      *work)
1003 {
1004         struct xfs_buf          *bp =
1005                 container_of(work, xfs_buf_t, b_iodone_work);
1006         bool                    read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1007
1008         bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1009         if (read && bp->b_ops)
1010                 bp->b_ops->verify_read(bp);
1011
1012         if (bp->b_iodone)
1013                 (*(bp->b_iodone))(bp);
1014         else if (bp->b_flags & XBF_ASYNC)
1015                 xfs_buf_relse(bp);
1016         else {
1017                 ASSERT(read && bp->b_ops);
1018                 complete(&bp->b_iowait);
1019         }
1020 }
1021
1022 void
1023 xfs_buf_ioend(
1024         struct xfs_buf  *bp,
1025         int             schedule)
1026 {
1027         bool            read = !!(bp->b_flags & XBF_READ);
1028
1029         trace_xfs_buf_iodone(bp, _RET_IP_);
1030
1031         if (bp->b_error == 0)
1032                 bp->b_flags |= XBF_DONE;
1033
1034         if (bp->b_iodone || (read && bp->b_ops) || (bp->b_flags & XBF_ASYNC)) {
1035                 if (schedule) {
1036                         INIT_WORK(&bp->b_iodone_work, xfs_buf_iodone_work);
1037                         queue_work(xfslogd_workqueue, &bp->b_iodone_work);
1038                 } else {
1039                         xfs_buf_iodone_work(&bp->b_iodone_work);
1040                 }
1041         } else {
1042                 bp->b_flags &= ~(XBF_READ | XBF_WRITE | XBF_READ_AHEAD);
1043                 complete(&bp->b_iowait);
1044         }
1045 }
1046
1047 void
1048 xfs_buf_ioerror(
1049         xfs_buf_t               *bp,
1050         int                     error)
1051 {
1052         ASSERT(error >= 0 && error <= 0xffff);
1053         bp->b_error = (unsigned short)error;
1054         trace_xfs_buf_ioerror(bp, error, _RET_IP_);
1055 }
1056
1057 void
1058 xfs_buf_ioerror_alert(
1059         struct xfs_buf          *bp,
1060         const char              *func)
1061 {
1062         xfs_alert(bp->b_target->bt_mount,
1063 "metadata I/O error: block 0x%llx (\"%s\") error %d numblks %d",
1064                 (__uint64_t)XFS_BUF_ADDR(bp), func, bp->b_error, bp->b_length);
1065 }
1066
1067 /*
1068  * Called when we want to stop a buffer from getting written or read.
1069  * We attach the EIO error, muck with its flags, and call xfs_buf_ioend
1070  * so that the proper iodone callbacks get called.
1071  */
1072 STATIC int
1073 xfs_bioerror(
1074         xfs_buf_t *bp)
1075 {
1076 #ifdef XFSERRORDEBUG
1077         ASSERT(XFS_BUF_ISREAD(bp) || bp->b_iodone);
1078 #endif
1079
1080         /*
1081          * No need to wait until the buffer is unpinned, we aren't flushing it.
1082          */
1083         xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1084
1085         /*
1086          * We're calling xfs_buf_ioend, so delete XBF_DONE flag.
1087          */
1088         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1089         XFS_BUF_UNDONE(bp);
1090         xfs_buf_stale(bp);
1091
1092         xfs_buf_ioend(bp, 0);
1093
1094         return EIO;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * Same as xfs_bioerror, except that we are releasing the buffer
1099  * here ourselves, and avoiding the xfs_buf_ioend call.
1100  * This is meant for userdata errors; metadata bufs come with
1101  * iodone functions attached, so that we can track down errors.
1102  */
1103 STATIC int
1104 xfs_bioerror_relse(
1105         struct xfs_buf  *bp)
1106 {
1107         int64_t         fl = bp->b_flags;
1108         /*
1109          * No need to wait until the buffer is unpinned.
1110          * We aren't flushing it.
1111          *
1112          * chunkhold expects B_DONE to be set, whether
1113          * we actually finish the I/O or not. We don't want to
1114          * change that interface.
1115          */
1116         XFS_BUF_UNREAD(bp);
1117         XFS_BUF_DONE(bp);
1118         xfs_buf_stale(bp);
1119         bp->b_iodone = NULL;
1120         if (!(fl & XBF_ASYNC)) {
1121                 /*
1122                  * Mark b_error and B_ERROR _both_.
1123                  * Lot's of chunkcache code assumes that.
1124                  * There's no reason to mark error for
1125                  * ASYNC buffers.
1126                  */
1127                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1128                 complete(&bp->b_iowait);
1129         } else {
1130                 xfs_buf_relse(bp);
1131         }
1132
1133         return EIO;
1134 }
1135
1136 STATIC int
1137 xfs_bdstrat_cb(
1138         struct xfs_buf  *bp)
1139 {
1140         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(bp->b_target->bt_mount)) {
1141                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1142                 /*
1143                  * Metadata write that didn't get logged but
1144                  * written delayed anyway. These aren't associated
1145                  * with a transaction, and can be ignored.
1146                  */
1147                 if (!bp->b_iodone && !XFS_BUF_ISREAD(bp))
1148                         return xfs_bioerror_relse(bp);
1149                 else
1150                         return xfs_bioerror(bp);
1151         }
1152
1153         xfs_buf_iorequest(bp);
1154         return 0;
1155 }
1156
1157 int
1158 xfs_bwrite(
1159         struct xfs_buf          *bp)
1160 {
1161         int                     error;
1162
1163         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1164
1165         bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1166         bp->b_flags &= ~(XBF_ASYNC | XBF_READ | _XBF_DELWRI_Q);
1167
1168         xfs_bdstrat_cb(bp);
1169
1170         error = xfs_buf_iowait(bp);
1171         if (error) {
1172                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1173                                    SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1174         }
1175         return error;
1176 }
1177
1178 /*
1179  * Wrapper around bdstrat so that we can stop data from going to disk in case
1180  * we are shutting down the filesystem.  Typically user data goes thru this
1181  * path; one of the exceptions is the superblock.
1182  */
1183 void
1184 xfsbdstrat(
1185         struct xfs_mount        *mp,
1186         struct xfs_buf          *bp)
1187 {
1188         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1189                 trace_xfs_bdstrat_shut(bp, _RET_IP_);
1190                 xfs_bioerror_relse(bp);
1191                 return;
1192         }
1193
1194         xfs_buf_iorequest(bp);
1195 }
1196
1197 STATIC void
1198 _xfs_buf_ioend(
1199         xfs_buf_t               *bp,
1200         int                     schedule)
1201 {
1202         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_io_remaining) == 1)
1203                 xfs_buf_ioend(bp, schedule);
1204 }
1205
1206 STATIC void
1207 xfs_buf_bio_end_io(
1208         struct bio              *bio,
1209         int                     error)
1210 {
1211         xfs_buf_t               *bp = (xfs_buf_t *)bio->bi_private;
1212
1213         /*
1214          * don't overwrite existing errors - otherwise we can lose errors on
1215          * buffers that require multiple bios to complete.
1216          */
1217         if (!bp->b_error)
1218                 xfs_buf_ioerror(bp, -error);
1219
1220         if (!bp->b_error && xfs_buf_is_vmapped(bp) && (bp->b_flags & XBF_READ))
1221                 invalidate_kernel_vmap_range(bp->b_addr, xfs_buf_vmap_len(bp));
1222
1223         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1224         bio_put(bio);
1225 }
1226
1227 static void
1228 xfs_buf_ioapply_map(
1229         struct xfs_buf  *bp,
1230         int             map,
1231         int             *buf_offset,
1232         int             *count,
1233         int             rw)
1234 {
1235         int             page_index;
1236         int             total_nr_pages = bp->b_page_count;
1237         int             nr_pages;
1238         struct bio      *bio;
1239         sector_t        sector =  bp->b_maps[map].bm_bn;
1240         int             size;
1241         int             offset;
1242
1243         total_nr_pages = bp->b_page_count;
1244
1245         /* skip the pages in the buffer before the start offset */
1246         page_index = 0;
1247         offset = *buf_offset;
1248         while (offset >= PAGE_SIZE) {
1249                 page_index++;
1250                 offset -= PAGE_SIZE;
1251         }
1252
1253         /*
1254          * Limit the IO size to the length of the current vector, and update the
1255          * remaining IO count for the next time around.
1256          */
1257         size = min_t(int, BBTOB(bp->b_maps[map].bm_len), *count);
1258         *count -= size;
1259         *buf_offset += size;
1260
1261 next_chunk:
1262         atomic_inc(&bp->b_io_remaining);
1263         nr_pages = BIO_MAX_SECTORS >> (PAGE_SHIFT - BBSHIFT);
1264         if (nr_pages > total_nr_pages)
1265                 nr_pages = total_nr_pages;
1266
1267         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nr_pages);
1268         bio->bi_bdev = bp->b_target->bt_bdev;
1269         bio->bi_sector = sector;
1270         bio->bi_end_io = xfs_buf_bio_end_io;
1271         bio->bi_private = bp;
1272
1273
1274         for (; size && nr_pages; nr_pages--, page_index++) {
1275                 int     rbytes, nbytes = PAGE_SIZE - offset;
1276
1277                 if (nbytes > size)
1278                         nbytes = size;
1279
1280                 rbytes = bio_add_page(bio, bp->b_pages[page_index], nbytes,
1281                                       offset);
1282                 if (rbytes < nbytes)
1283                         break;
1284
1285                 offset = 0;
1286                 sector += BTOBB(nbytes);
1287                 size -= nbytes;
1288                 total_nr_pages--;
1289         }
1290
1291         if (likely(bio->bi_size)) {
1292                 if (xfs_buf_is_vmapped(bp)) {
1293                         flush_kernel_vmap_range(bp->b_addr,
1294                                                 xfs_buf_vmap_len(bp));
1295                 }
1296                 submit_bio(rw, bio);
1297                 if (size)
1298                         goto next_chunk;
1299         } else {
1300                 /*
1301                  * This is guaranteed not to be the last io reference count
1302                  * because the caller (xfs_buf_iorequest) holds a count itself.
1303                  */
1304                 atomic_dec(&bp->b_io_remaining);
1305                 xfs_buf_ioerror(bp, EIO);
1306                 bio_put(bio);
1307         }
1308
1309 }
1310
1311 STATIC void
1312 _xfs_buf_ioapply(
1313         struct xfs_buf  *bp)
1314 {
1315         struct blk_plug plug;
1316         int             rw;
1317         int             offset;
1318         int             size;
1319         int             i;
1320
1321         if (bp->b_flags & XBF_WRITE) {
1322                 if (bp->b_flags & XBF_SYNCIO)
1323                         rw = WRITE_SYNC;
1324                 else
1325                         rw = WRITE;
1326                 if (bp->b_flags & XBF_FUA)
1327                         rw |= REQ_FUA;
1328                 if (bp->b_flags & XBF_FLUSH)
1329                         rw |= REQ_FLUSH;
1330
1331                 /*
1332                  * Run the write verifier callback function if it exists. If
1333                  * this function fails it will mark the buffer with an error and
1334                  * the IO should not be dispatched.
1335                  */
1336                 if (bp->b_ops) {
1337                         bp->b_ops->verify_write(bp);
1338                         if (bp->b_error) {
1339                                 xfs_force_shutdown(bp->b_target->bt_mount,
1340                                                    SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1341                                 return;
1342                         }
1343                 }
1344         } else if (bp->b_flags & XBF_READ_AHEAD) {
1345                 rw = READA;
1346         } else {
1347                 rw = READ;
1348         }
1349
1350         /* we only use the buffer cache for meta-data */
1351         rw |= REQ_META;
1352
1353         /*
1354          * Walk all the vectors issuing IO on them. Set up the initial offset
1355          * into the buffer and the desired IO size before we start -
1356          * _xfs_buf_ioapply_vec() will modify them appropriately for each
1357          * subsequent call.
1358          */
1359         offset = bp->b_offset;
1360         size = BBTOB(bp->b_io_length);
1361         blk_start_plug(&plug);
1362         for (i = 0; i < bp->b_map_count; i++) {
1363                 xfs_buf_ioapply_map(bp, i, &offset, &size, rw);
1364                 if (bp->b_error)
1365                         break;
1366                 if (size <= 0)
1367                         break;  /* all done */
1368         }
1369         blk_finish_plug(&plug);
1370 }
1371
1372 void
1373 xfs_buf_iorequest(
1374         xfs_buf_t               *bp)
1375 {
1376         trace_xfs_buf_iorequest(bp, _RET_IP_);
1377
1378         ASSERT(!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q));
1379
1380         if (bp->b_flags & XBF_WRITE)
1381                 xfs_buf_wait_unpin(bp);
1382         xfs_buf_hold(bp);
1383
1384         /* Set the count to 1 initially, this will stop an I/O
1385          * completion callout which happens before we have started
1386          * all the I/O from calling xfs_buf_ioend too early.
1387          */
1388         atomic_set(&bp->b_io_remaining, 1);
1389         _xfs_buf_ioapply(bp);
1390         _xfs_buf_ioend(bp, 1);
1391
1392         xfs_buf_rele(bp);
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Waits for I/O to complete on the buffer supplied.  It returns immediately if
1397  * no I/O is pending or there is already a pending error on the buffer.  It
1398  * returns the I/O error code, if any, or 0 if there was no error.
1399  */
1400 int
1401 xfs_buf_iowait(
1402         xfs_buf_t               *bp)
1403 {
1404         trace_xfs_buf_iowait(bp, _RET_IP_);
1405
1406         if (!bp->b_error)
1407                 wait_for_completion(&bp->b_iowait);
1408
1409         trace_xfs_buf_iowait_done(bp, _RET_IP_);
1410         return bp->b_error;
1411 }
1412
1413 xfs_caddr_t
1414 xfs_buf_offset(
1415         xfs_buf_t               *bp,
1416         size_t                  offset)
1417 {
1418         struct page             *page;
1419
1420         if (bp->b_addr)
1421                 return bp->b_addr + offset;
1422
1423         offset += bp->b_offset;
1424         page = bp->b_pages[offset >> PAGE_SHIFT];
1425         return (xfs_caddr_t)page_address(page) + (offset & (PAGE_SIZE-1));
1426 }
1427
1428 /*
1429  *      Move data into or out of a buffer.
1430  */
1431 void
1432 xfs_buf_iomove(
1433         xfs_buf_t               *bp,    /* buffer to process            */
1434         size_t                  boff,   /* starting buffer offset       */
1435         size_t                  bsize,  /* length to copy               */
1436         void                    *data,  /* data address                 */
1437         xfs_buf_rw_t            mode)   /* read/write/zero flag         */
1438 {
1439         size_t                  bend;
1440
1441         bend = boff + bsize;
1442         while (boff < bend) {
1443                 struct page     *page;
1444                 int             page_index, page_offset, csize;
1445
1446                 page_index = (boff + bp->b_offset) >> PAGE_SHIFT;
1447                 page_offset = (boff + bp->b_offset) & ~PAGE_MASK;
1448                 page = bp->b_pages[page_index];
1449                 csize = min_t(size_t, PAGE_SIZE - page_offset,
1450                                       BBTOB(bp->b_io_length) - boff);
1451
1452                 ASSERT((csize + page_offset) <= PAGE_SIZE);
1453
1454                 switch (mode) {
1455                 case XBRW_ZERO:
1456                         memset(page_address(page) + page_offset, 0, csize);
1457                         break;
1458                 case XBRW_READ:
1459                         memcpy(data, page_address(page) + page_offset, csize);
1460                         break;
1461                 case XBRW_WRITE:
1462                         memcpy(page_address(page) + page_offset, data, csize);
1463                 }
1464
1465                 boff += csize;
1466                 data += csize;
1467         }
1468 }
1469
1470 /*
1471  *      Handling of buffer targets (buftargs).
1472  */
1473
1474 /*
1475  * Wait for any bufs with callbacks that have been submitted but have not yet
1476  * returned. These buffers will have an elevated hold count, so wait on those
1477  * while freeing all the buffers only held by the LRU.
1478  */
1479 void
1480 xfs_wait_buftarg(
1481         struct xfs_buftarg      *btp)
1482 {
1483         struct xfs_buf          *bp;
1484
1485 restart:
1486         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
1487         while (!list_empty(&btp->bt_lru)) {
1488                 bp = list_first_entry(&btp->bt_lru, struct xfs_buf, b_lru);
1489                 if (atomic_read(&bp->b_hold) > 1) {
1490                         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1491                         delay(100);
1492                         goto restart;
1493                 }
1494                 /*
1495                  * clear the LRU reference count so the buffer doesn't get
1496                  * ignored in xfs_buf_rele().
1497                  */
1498                 atomic_set(&bp->b_lru_ref, 0);
1499                 spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1500                 xfs_buf_rele(bp);
1501                 spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
1502         }
1503         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1504 }
1505
1506 int
1507 xfs_buftarg_shrink(
1508         struct shrinker         *shrink,
1509         struct shrink_control   *sc)
1510 {
1511         struct xfs_buftarg      *btp = container_of(shrink,
1512                                         struct xfs_buftarg, bt_shrinker);
1513         struct xfs_buf          *bp;
1514         int nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1515         LIST_HEAD(dispose);
1516
1517         if (!nr_to_scan)
1518                 return btp->bt_lru_nr;
1519
1520         spin_lock(&btp->bt_lru_lock);
1521         while (!list_empty(&btp->bt_lru)) {
1522                 if (nr_to_scan-- <= 0)
1523                         break;
1524
1525                 bp = list_first_entry(&btp->bt_lru, struct xfs_buf, b_lru);
1526
1527                 /*
1528                  * Decrement the b_lru_ref count unless the value is already
1529                  * zero. If the value is already zero, we need to reclaim the
1530                  * buffer, otherwise it gets another trip through the LRU.
1531                  */
1532                 if (!atomic_add_unless(&bp->b_lru_ref, -1, 0)) {
1533                         list_move_tail(&bp->b_lru, &btp->bt_lru);
1534                         continue;
1535                 }
1536
1537                 /*
1538                  * remove the buffer from the LRU now to avoid needing another
1539                  * lock round trip inside xfs_buf_rele().
1540                  */
1541                 list_move(&bp->b_lru, &dispose);
1542                 btp->bt_lru_nr--;
1543                 bp->b_lru_flags |= _XBF_LRU_DISPOSE;
1544         }
1545         spin_unlock(&btp->bt_lru_lock);
1546
1547         while (!list_empty(&dispose)) {
1548                 bp = list_first_entry(&dispose, struct xfs_buf, b_lru);
1549                 list_del_init(&bp->b_lru);
1550                 xfs_buf_rele(bp);
1551         }
1552
1553         return btp->bt_lru_nr;
1554 }
1555
1556 void
1557 xfs_free_buftarg(
1558         struct xfs_mount        *mp,
1559         struct xfs_buftarg      *btp)
1560 {
1561         unregister_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1562
1563         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER)
1564                 xfs_blkdev_issue_flush(btp);
1565
1566         kmem_free(btp);
1567 }
1568
1569 STATIC int
1570 xfs_setsize_buftarg_flags(
1571         xfs_buftarg_t           *btp,
1572         unsigned int            blocksize,
1573         unsigned int            sectorsize,
1574         int                     verbose)
1575 {
1576         btp->bt_bsize = blocksize;
1577         btp->bt_sshift = ffs(sectorsize) - 1;
1578         btp->bt_smask = sectorsize - 1;
1579
1580         if (set_blocksize(btp->bt_bdev, sectorsize)) {
1581                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1582
1583                 bdevname(btp->bt_bdev, name);
1584
1585                 xfs_warn(btp->bt_mount,
1586                         "Cannot set_blocksize to %u on device %s\n",
1587                         sectorsize, name);
1588                 return EINVAL;
1589         }
1590
1591         return 0;
1592 }
1593
1594 /*
1595  *      When allocating the initial buffer target we have not yet
1596  *      read in the superblock, so don't know what sized sectors
1597  *      are being used is at this early stage.  Play safe.
1598  */
1599 STATIC int
1600 xfs_setsize_buftarg_early(
1601         xfs_buftarg_t           *btp,
1602         struct block_device     *bdev)
1603 {
1604         return xfs_setsize_buftarg_flags(btp,
1605                         PAGE_SIZE, bdev_logical_block_size(bdev), 0);
1606 }
1607
1608 int
1609 xfs_setsize_buftarg(
1610         xfs_buftarg_t           *btp,
1611         unsigned int            blocksize,
1612         unsigned int            sectorsize)
1613 {
1614         return xfs_setsize_buftarg_flags(btp, blocksize, sectorsize, 1);
1615 }
1616
1617 xfs_buftarg_t *
1618 xfs_alloc_buftarg(
1619         struct xfs_mount        *mp,
1620         struct block_device     *bdev,
1621         int                     external,
1622         const char              *fsname)
1623 {
1624         xfs_buftarg_t           *btp;
1625
1626         btp = kmem_zalloc(sizeof(*btp), KM_SLEEP);
1627
1628         btp->bt_mount = mp;
1629         btp->bt_dev =  bdev->bd_dev;
1630         btp->bt_bdev = bdev;
1631         btp->bt_bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1632         if (!btp->bt_bdi)
1633                 goto error;
1634
1635         INIT_LIST_HEAD(&btp->bt_lru);
1636         spin_lock_init(&btp->bt_lru_lock);
1637         if (xfs_setsize_buftarg_early(btp, bdev))
1638                 goto error;
1639         btp->bt_shrinker.shrink = xfs_buftarg_shrink;
1640         btp->bt_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1641         register_shrinker(&btp->bt_shrinker);
1642         return btp;
1643
1644 error:
1645         kmem_free(btp);
1646         return NULL;
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Add a buffer to the delayed write list.
1651  *
1652  * This queues a buffer for writeout if it hasn't already been.  Note that
1653  * neither this routine nor the buffer list submission functions perform
1654  * any internal synchronization.  It is expected that the lists are thread-local
1655  * to the callers.
1656  *
1657  * Returns true if we queued up the buffer, or false if it already had
1658  * been on the buffer list.
1659  */
1660 bool
1661 xfs_buf_delwri_queue(
1662         struct xfs_buf          *bp,
1663         struct list_head        *list)
1664 {
1665         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
1666         ASSERT(!(bp->b_flags & XBF_READ));
1667
1668         /*
1669          * If the buffer is already marked delwri it already is queued up
1670          * by someone else for imediate writeout.  Just ignore it in that
1671          * case.
1672          */
1673         if (bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q) {
1674                 trace_xfs_buf_delwri_queued(bp, _RET_IP_);
1675                 return false;
1676         }
1677
1678         trace_xfs_buf_delwri_queue(bp, _RET_IP_);
1679
1680         /*
1681          * If a buffer gets written out synchronously or marked stale while it
1682          * is on a delwri list we lazily remove it. To do this, the other party
1683          * clears the  _XBF_DELWRI_Q flag but otherwise leaves the buffer alone.
1684          * It remains referenced and on the list.  In a rare corner case it
1685          * might get readded to a delwri list after the synchronous writeout, in
1686          * which case we need just need to re-add the flag here.
1687          */
1688         bp->b_flags |= _XBF_DELWRI_Q;
1689         if (list_empty(&bp->b_list)) {
1690                 atomic_inc(&bp->b_hold);
1691                 list_add_tail(&bp->b_list, list);
1692         }
1693
1694         return true;
1695 }
1696
1697 /*
1698  * Compare function is more complex than it needs to be because
1699  * the return value is only 32 bits and we are doing comparisons
1700  * on 64 bit values
1701  */
1702 static int
1703 xfs_buf_cmp(
1704         void            *priv,
1705         struct list_head *a,
1706         struct list_head *b)
1707 {
1708         struct xfs_buf  *ap = container_of(a, struct xfs_buf, b_list);
1709         struct xfs_buf  *bp = container_of(b, struct xfs_buf, b_list);
1710         xfs_daddr_t             diff;
1711
1712         diff = ap->b_maps[0].bm_bn - bp->b_maps[0].bm_bn;
1713         if (diff < 0)
1714                 return -1;
1715         if (diff > 0)
1716                 return 1;
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 static int
1721 __xfs_buf_delwri_submit(
1722         struct list_head        *buffer_list,
1723         struct list_head        *io_list,
1724         bool                    wait)
1725 {
1726         struct blk_plug         plug;
1727         struct xfs_buf          *bp, *n;
1728         int                     pinned = 0;
1729
1730         list_for_each_entry_safe(bp, n, buffer_list, b_list) {
1731                 if (!wait) {
1732                         if (xfs_buf_ispinned(bp)) {
1733                                 pinned++;
1734                                 continue;
1735                         }
1736                         if (!xfs_buf_trylock(bp))
1737                                 continue;
1738                 } else {
1739                         xfs_buf_lock(bp);
1740                 }
1741
1742                 /*
1743                  * Someone else might have written the buffer synchronously or
1744                  * marked it stale in the meantime.  In that case only the
1745                  * _XBF_DELWRI_Q flag got cleared, and we have to drop the
1746                  * reference and remove it from the list here.
1747                  */
1748                 if (!(bp->b_flags & _XBF_DELWRI_Q)) {
1749                         list_del_init(&bp->b_list);
1750                         xfs_buf_relse(bp);
1751                         continue;
1752                 }
1753
1754                 list_move_tail(&bp->b_list, io_list);
1755                 trace_xfs_buf_delwri_split(bp, _RET_IP_);
1756         }
1757
1758         list_sort(NULL, io_list, xfs_buf_cmp);
1759
1760         blk_start_plug(&plug);
1761         list_for_each_entry_safe(bp, n, io_list, b_list) {
1762                 bp->b_flags &= ~(_XBF_DELWRI_Q | XBF_ASYNC);
1763                 bp->b_flags |= XBF_WRITE;
1764
1765                 if (!wait) {
1766                         bp->b_flags |= XBF_ASYNC;
1767                         list_del_init(&bp->b_list);
1768                 }
1769                 xfs_bdstrat_cb(bp);
1770         }
1771         blk_finish_plug(&plug);
1772
1773         return pinned;
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Write out a buffer list asynchronously.
1778  *
1779  * This will take the @buffer_list, write all non-locked and non-pinned buffers
1780  * out and not wait for I/O completion on any of the buffers.  This interface
1781  * is only safely useable for callers that can track I/O completion by higher
1782  * level means, e.g. AIL pushing as the @buffer_list is consumed in this
1783  * function.
1784  */
1785 int
1786 xfs_buf_delwri_submit_nowait(
1787         struct list_head        *buffer_list)
1788 {
1789         LIST_HEAD               (io_list);
1790         return __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, false);
1791 }
1792
1793 /*
1794  * Write out a buffer list synchronously.
1795  *
1796  * This will take the @buffer_list, write all buffers out and wait for I/O
1797  * completion on all of the buffers. @buffer_list is consumed by the function,
1798  * so callers must have some other way of tracking buffers if they require such
1799  * functionality.
1800  */
1801 int
1802 xfs_buf_delwri_submit(
1803         struct list_head        *buffer_list)
1804 {
1805         LIST_HEAD               (io_list);
1806         int                     error = 0, error2;
1807         struct xfs_buf          *bp;
1808
1809         __xfs_buf_delwri_submit(buffer_list, &io_list, true);
1810
1811         /* Wait for IO to complete. */
1812         while (!list_empty(&io_list)) {
1813                 bp = list_first_entry(&io_list, struct xfs_buf, b_list);
1814
1815                 list_del_init(&bp->b_list);
1816                 error2 = xfs_buf_iowait(bp);
1817                 xfs_buf_relse(bp);
1818                 if (!error)
1819                         error = error2;
1820         }
1821
1822         return error;
1823 }
1824
1825 int __init
1826 xfs_buf_init(void)
1827 {
1828         xfs_buf_zone = kmem_zone_init_flags(sizeof(xfs_buf_t), "xfs_buf",
1829                                                 KM_ZONE_HWALIGN, NULL);
1830         if (!xfs_buf_zone)
1831                 goto out;
1832
1833         xfslogd_workqueue = alloc_workqueue("xfslogd",
1834                                         WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 1);
1835         if (!xfslogd_workqueue)
1836                 goto out_free_buf_zone;
1837
1838         return 0;
1839
1840  out_free_buf_zone:
1841         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1842  out:
1843         return -ENOMEM;
1844 }
1845
1846 void
1847 xfs_buf_terminate(void)
1848 {
1849         destroy_workqueue(xfslogd_workqueue);
1850         kmem_zone_destroy(xfs_buf_zone);
1851 }