Merge branch 'asoc-5.4' into asoc-5.5
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / xfs / xfs_buf_item.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
4  * All Rights Reserved.
5  */
6 #include "xfs.h"
7 #include "xfs_fs.h"
8 #include "xfs_shared.h"
9 #include "xfs_format.h"
10 #include "xfs_log_format.h"
11 #include "xfs_trans_resv.h"
12 #include "xfs_bit.h"
13 #include "xfs_mount.h"
14 #include "xfs_trans.h"
15 #include "xfs_buf_item.h"
16 #include "xfs_trans_priv.h"
17 #include "xfs_trace.h"
18 #include "xfs_log.h"
19
20
21 kmem_zone_t     *xfs_buf_item_zone;
22
23 static inline struct xfs_buf_log_item *BUF_ITEM(struct xfs_log_item *lip)
24 {
25         return container_of(lip, struct xfs_buf_log_item, bli_item);
26 }
27
28 STATIC void     xfs_buf_do_callbacks(struct xfs_buf *bp);
29
30 static inline int
31 xfs_buf_log_format_size(
32         struct xfs_buf_log_format *blfp)
33 {
34         return offsetof(struct xfs_buf_log_format, blf_data_map) +
35                         (blfp->blf_map_size * sizeof(blfp->blf_data_map[0]));
36 }
37
38 /*
39  * This returns the number of log iovecs needed to log the
40  * given buf log item.
41  *
42  * It calculates this as 1 iovec for the buf log format structure
43  * and 1 for each stretch of non-contiguous chunks to be logged.
44  * Contiguous chunks are logged in a single iovec.
45  *
46  * If the XFS_BLI_STALE flag has been set, then log nothing.
47  */
48 STATIC void
49 xfs_buf_item_size_segment(
50         struct xfs_buf_log_item         *bip,
51         struct xfs_buf_log_format       *blfp,
52         int                             *nvecs,
53         int                             *nbytes)
54 {
55         struct xfs_buf                  *bp = bip->bli_buf;
56         int                             next_bit;
57         int                             last_bit;
58
59         last_bit = xfs_next_bit(blfp->blf_data_map, blfp->blf_map_size, 0);
60         if (last_bit == -1)
61                 return;
62
63         /*
64          * initial count for a dirty buffer is 2 vectors - the format structure
65          * and the first dirty region.
66          */
67         *nvecs += 2;
68         *nbytes += xfs_buf_log_format_size(blfp) + XFS_BLF_CHUNK;
69
70         while (last_bit != -1) {
71                 /*
72                  * This takes the bit number to start looking from and
73                  * returns the next set bit from there.  It returns -1
74                  * if there are no more bits set or the start bit is
75                  * beyond the end of the bitmap.
76                  */
77                 next_bit = xfs_next_bit(blfp->blf_data_map, blfp->blf_map_size,
78                                         last_bit + 1);
79                 /*
80                  * If we run out of bits, leave the loop,
81                  * else if we find a new set of bits bump the number of vecs,
82                  * else keep scanning the current set of bits.
83                  */
84                 if (next_bit == -1) {
85                         break;
86                 } else if (next_bit != last_bit + 1) {
87                         last_bit = next_bit;
88                         (*nvecs)++;
89                 } else if (xfs_buf_offset(bp, next_bit * XFS_BLF_CHUNK) !=
90                            (xfs_buf_offset(bp, last_bit * XFS_BLF_CHUNK) +
91                             XFS_BLF_CHUNK)) {
92                         last_bit = next_bit;
93                         (*nvecs)++;
94                 } else {
95                         last_bit++;
96                 }
97                 *nbytes += XFS_BLF_CHUNK;
98         }
99 }
100
101 /*
102  * This returns the number of log iovecs needed to log the given buf log item.
103  *
104  * It calculates this as 1 iovec for the buf log format structure and 1 for each
105  * stretch of non-contiguous chunks to be logged.  Contiguous chunks are logged
106  * in a single iovec.
107  *
108  * Discontiguous buffers need a format structure per region that that is being
109  * logged. This makes the changes in the buffer appear to log recovery as though
110  * they came from separate buffers, just like would occur if multiple buffers
111  * were used instead of a single discontiguous buffer. This enables
112  * discontiguous buffers to be in-memory constructs, completely transparent to
113  * what ends up on disk.
114  *
115  * If the XFS_BLI_STALE flag has been set, then log nothing but the buf log
116  * format structures.
117  */
118 STATIC void
119 xfs_buf_item_size(
120         struct xfs_log_item     *lip,
121         int                     *nvecs,
122         int                     *nbytes)
123 {
124         struct xfs_buf_log_item *bip = BUF_ITEM(lip);
125         int                     i;
126
127         ASSERT(atomic_read(&bip->bli_refcount) > 0);
128         if (bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE) {
129                 /*
130                  * The buffer is stale, so all we need to log
131                  * is the buf log format structure with the
132                  * cancel flag in it.
133                  */
134                 trace_xfs_buf_item_size_stale(bip);
135                 ASSERT(bip->__bli_format.blf_flags & XFS_BLF_CANCEL);
136                 *nvecs += bip->bli_format_count;
137                 for (i = 0; i < bip->bli_format_count; i++) {
138                         *nbytes += xfs_buf_log_format_size(&bip->bli_formats[i]);
139                 }
140                 return;
141         }
142
143         ASSERT(bip->bli_flags & XFS_BLI_LOGGED);
144
145         if (bip->bli_flags & XFS_BLI_ORDERED) {
146                 /*
147                  * The buffer has been logged just to order it.
148                  * It is not being included in the transaction
149                  * commit, so no vectors are used at all.
150                  */
151                 trace_xfs_buf_item_size_ordered(bip);
152                 *nvecs = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
153                 return;
154         }
155
156         /*
157          * the vector count is based on the number of buffer vectors we have
158          * dirty bits in. This will only be greater than one when we have a
159          * compound buffer with more than one segment dirty. Hence for compound
160          * buffers we need to track which segment the dirty bits correspond to,
161          * and when we move from one segment to the next increment the vector
162          * count for the extra buf log format structure that will need to be
163          * written.
164          */
165         for (i = 0; i < bip->bli_format_count; i++) {
166                 xfs_buf_item_size_segment(bip, &bip->bli_formats[i],
167                                           nvecs, nbytes);
168         }
169         trace_xfs_buf_item_size(bip);
170 }
171
172 static inline void
173 xfs_buf_item_copy_iovec(
174         struct xfs_log_vec      *lv,
175         struct xfs_log_iovec    **vecp,
176         struct xfs_buf          *bp,
177         uint                    offset,
178         int                     first_bit,
179         uint                    nbits)
180 {
181         offset += first_bit * XFS_BLF_CHUNK;
182         xlog_copy_iovec(lv, vecp, XLOG_REG_TYPE_BCHUNK,
183                         xfs_buf_offset(bp, offset),
184                         nbits * XFS_BLF_CHUNK);
185 }
186
187 static inline bool
188 xfs_buf_item_straddle(
189         struct xfs_buf          *bp,
190         uint                    offset,
191         int                     next_bit,
192         int                     last_bit)
193 {
194         return xfs_buf_offset(bp, offset + (next_bit << XFS_BLF_SHIFT)) !=
195                 (xfs_buf_offset(bp, offset + (last_bit << XFS_BLF_SHIFT)) +
196                  XFS_BLF_CHUNK);
197 }
198
199 static void
200 xfs_buf_item_format_segment(
201         struct xfs_buf_log_item *bip,
202         struct xfs_log_vec      *lv,
203         struct xfs_log_iovec    **vecp,
204         uint                    offset,
205         struct xfs_buf_log_format *blfp)
206 {
207         struct xfs_buf          *bp = bip->bli_buf;
208         uint                    base_size;
209         int                     first_bit;
210         int                     last_bit;
211         int                     next_bit;
212         uint                    nbits;
213
214         /* copy the flags across from the base format item */
215         blfp->blf_flags = bip->__bli_format.blf_flags;
216
217         /*
218          * Base size is the actual size of the ondisk structure - it reflects
219          * the actual size of the dirty bitmap rather than the size of the in
220          * memory structure.
221          */
222         base_size = xfs_buf_log_format_size(blfp);
223
224         first_bit = xfs_next_bit(blfp->blf_data_map, blfp->blf_map_size, 0);
225         if (!(bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE) && first_bit == -1) {
226                 /*
227                  * If the map is not be dirty in the transaction, mark
228                  * the size as zero and do not advance the vector pointer.
229                  */
230                 return;
231         }
232
233         blfp = xlog_copy_iovec(lv, vecp, XLOG_REG_TYPE_BFORMAT, blfp, base_size);
234         blfp->blf_size = 1;
235
236         if (bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE) {
237                 /*
238                  * The buffer is stale, so all we need to log
239                  * is the buf log format structure with the
240                  * cancel flag in it.
241                  */
242                 trace_xfs_buf_item_format_stale(bip);
243                 ASSERT(blfp->blf_flags & XFS_BLF_CANCEL);
244                 return;
245         }
246
247
248         /*
249          * Fill in an iovec for each set of contiguous chunks.
250          */
251         last_bit = first_bit;
252         nbits = 1;
253         for (;;) {
254                 /*
255                  * This takes the bit number to start looking from and
256                  * returns the next set bit from there.  It returns -1
257                  * if there are no more bits set or the start bit is
258                  * beyond the end of the bitmap.
259                  */
260                 next_bit = xfs_next_bit(blfp->blf_data_map, blfp->blf_map_size,
261                                         (uint)last_bit + 1);
262                 /*
263                  * If we run out of bits fill in the last iovec and get out of
264                  * the loop.  Else if we start a new set of bits then fill in
265                  * the iovec for the series we were looking at and start
266                  * counting the bits in the new one.  Else we're still in the
267                  * same set of bits so just keep counting and scanning.
268                  */
269                 if (next_bit == -1) {
270                         xfs_buf_item_copy_iovec(lv, vecp, bp, offset,
271                                                 first_bit, nbits);
272                         blfp->blf_size++;
273                         break;
274                 } else if (next_bit != last_bit + 1 ||
275                            xfs_buf_item_straddle(bp, offset, next_bit, last_bit)) {
276                         xfs_buf_item_copy_iovec(lv, vecp, bp, offset,
277                                                 first_bit, nbits);
278                         blfp->blf_size++;
279                         first_bit = next_bit;
280                         last_bit = next_bit;
281                         nbits = 1;
282                 } else {
283                         last_bit++;
284                         nbits++;
285                 }
286         }
287 }
288
289 /*
290  * This is called to fill in the vector of log iovecs for the
291  * given log buf item.  It fills the first entry with a buf log
292  * format structure, and the rest point to contiguous chunks
293  * within the buffer.
294  */
295 STATIC void
296 xfs_buf_item_format(
297         struct xfs_log_item     *lip,
298         struct xfs_log_vec      *lv)
299 {
300         struct xfs_buf_log_item *bip = BUF_ITEM(lip);
301         struct xfs_buf          *bp = bip->bli_buf;
302         struct xfs_log_iovec    *vecp = NULL;
303         uint                    offset = 0;
304         int                     i;
305
306         ASSERT(atomic_read(&bip->bli_refcount) > 0);
307         ASSERT((bip->bli_flags & XFS_BLI_LOGGED) ||
308                (bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE));
309         ASSERT((bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE) ||
310                (xfs_blft_from_flags(&bip->__bli_format) > XFS_BLFT_UNKNOWN_BUF
311                 && xfs_blft_from_flags(&bip->__bli_format) < XFS_BLFT_MAX_BUF));
312         ASSERT(!(bip->bli_flags & XFS_BLI_ORDERED) ||
313                (bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE));
314
315
316         /*
317          * If it is an inode buffer, transfer the in-memory state to the
318          * format flags and clear the in-memory state.
319          *
320          * For buffer based inode allocation, we do not transfer
321          * this state if the inode buffer allocation has not yet been committed
322          * to the log as setting the XFS_BLI_INODE_BUF flag will prevent
323          * correct replay of the inode allocation.
324          *
325          * For icreate item based inode allocation, the buffers aren't written
326          * to the journal during allocation, and hence we should always tag the
327          * buffer as an inode buffer so that the correct unlinked list replay
328          * occurs during recovery.
329          */
330         if (bip->bli_flags & XFS_BLI_INODE_BUF) {
331                 if (xfs_sb_version_hascrc(&lip->li_mountp->m_sb) ||
332                     !((bip->bli_flags & XFS_BLI_INODE_ALLOC_BUF) &&
333                       xfs_log_item_in_current_chkpt(lip)))
334                         bip->__bli_format.blf_flags |= XFS_BLF_INODE_BUF;
335                 bip->bli_flags &= ~XFS_BLI_INODE_BUF;
336         }
337
338         for (i = 0; i < bip->bli_format_count; i++) {
339                 xfs_buf_item_format_segment(bip, lv, &vecp, offset,
340                                             &bip->bli_formats[i]);
341                 offset += BBTOB(bp->b_maps[i].bm_len);
342         }
343
344         /*
345          * Check to make sure everything is consistent.
346          */
347         trace_xfs_buf_item_format(bip);
348 }
349
350 /*
351  * This is called to pin the buffer associated with the buf log item in memory
352  * so it cannot be written out.
353  *
354  * We also always take a reference to the buffer log item here so that the bli
355  * is held while the item is pinned in memory. This means that we can
356  * unconditionally drop the reference count a transaction holds when the
357  * transaction is completed.
358  */
359 STATIC void
360 xfs_buf_item_pin(
361         struct xfs_log_item     *lip)
362 {
363         struct xfs_buf_log_item *bip = BUF_ITEM(lip);
364
365         ASSERT(atomic_read(&bip->bli_refcount) > 0);
366         ASSERT((bip->bli_flags & XFS_BLI_LOGGED) ||
367                (bip->bli_flags & XFS_BLI_ORDERED) ||
368                (bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE));
369
370         trace_xfs_buf_item_pin(bip);
371
372         atomic_inc(&bip->bli_refcount);
373         atomic_inc(&bip->bli_buf->b_pin_count);
374 }
375
376 /*
377  * This is called to unpin the buffer associated with the buf log
378  * item which was previously pinned with a call to xfs_buf_item_pin().
379  *
380  * Also drop the reference to the buf item for the current transaction.
381  * If the XFS_BLI_STALE flag is set and we are the last reference,
382  * then free up the buf log item and unlock the buffer.
383  *
384  * If the remove flag is set we are called from uncommit in the
385  * forced-shutdown path.  If that is true and the reference count on
386  * the log item is going to drop to zero we need to free the item's
387  * descriptor in the transaction.
388  */
389 STATIC void
390 xfs_buf_item_unpin(
391         struct xfs_log_item     *lip,
392         int                     remove)
393 {
394         struct xfs_buf_log_item *bip = BUF_ITEM(lip);
395         xfs_buf_t               *bp = bip->bli_buf;
396         struct xfs_ail          *ailp = lip->li_ailp;
397         int                     stale = bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE;
398         int                     freed;
399
400         ASSERT(bp->b_log_item == bip);
401         ASSERT(atomic_read(&bip->bli_refcount) > 0);
402
403         trace_xfs_buf_item_unpin(bip);
404
405         freed = atomic_dec_and_test(&bip->bli_refcount);
406
407         if (atomic_dec_and_test(&bp->b_pin_count))
408                 wake_up_all(&bp->b_waiters);
409
410         if (freed && stale) {
411                 ASSERT(bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE);
412                 ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
413                 ASSERT(bp->b_flags & XBF_STALE);
414                 ASSERT(bip->__bli_format.blf_flags & XFS_BLF_CANCEL);
415
416                 trace_xfs_buf_item_unpin_stale(bip);
417
418                 if (remove) {
419                         /*
420                          * If we are in a transaction context, we have to
421                          * remove the log item from the transaction as we are
422                          * about to release our reference to the buffer.  If we
423                          * don't, the unlock that occurs later in
424                          * xfs_trans_uncommit() will try to reference the
425                          * buffer which we no longer have a hold on.
426                          */
427                         if (!list_empty(&lip->li_trans))
428                                 xfs_trans_del_item(lip);
429
430                         /*
431                          * Since the transaction no longer refers to the buffer,
432                          * the buffer should no longer refer to the transaction.
433                          */
434                         bp->b_transp = NULL;
435                 }
436
437                 /*
438                  * If we get called here because of an IO error, we may
439                  * or may not have the item on the AIL. xfs_trans_ail_delete()
440                  * will take care of that situation.
441                  * xfs_trans_ail_delete() drops the AIL lock.
442                  */
443                 if (bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE_INODE) {
444                         xfs_buf_do_callbacks(bp);
445                         bp->b_log_item = NULL;
446                         list_del_init(&bp->b_li_list);
447                         bp->b_iodone = NULL;
448                 } else {
449                         spin_lock(&ailp->ail_lock);
450                         xfs_trans_ail_delete(ailp, lip, SHUTDOWN_LOG_IO_ERROR);
451                         xfs_buf_item_relse(bp);
452                         ASSERT(bp->b_log_item == NULL);
453                 }
454                 xfs_buf_relse(bp);
455         } else if (freed && remove) {
456                 /*
457                  * There are currently two references to the buffer - the active
458                  * LRU reference and the buf log item. What we are about to do
459                  * here - simulate a failed IO completion - requires 3
460                  * references.
461                  *
462                  * The LRU reference is removed by the xfs_buf_stale() call. The
463                  * buf item reference is removed by the xfs_buf_iodone()
464                  * callback that is run by xfs_buf_do_callbacks() during ioend
465                  * processing (via the bp->b_iodone callback), and then finally
466                  * the ioend processing will drop the IO reference if the buffer
467                  * is marked XBF_ASYNC.
468                  *
469                  * Hence we need to take an additional reference here so that IO
470                  * completion processing doesn't free the buffer prematurely.
471                  */
472                 xfs_buf_lock(bp);
473                 xfs_buf_hold(bp);
474                 bp->b_flags |= XBF_ASYNC;
475                 xfs_buf_ioerror(bp, -EIO);
476                 bp->b_flags &= ~XBF_DONE;
477                 xfs_buf_stale(bp);
478                 xfs_buf_ioend(bp);
479         }
480 }
481
482 /*
483  * Buffer IO error rate limiting. Limit it to no more than 10 messages per 30
484  * seconds so as to not spam logs too much on repeated detection of the same
485  * buffer being bad..
486  */
487
488 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(xfs_buf_write_fail_rl_state, 30 * HZ, 10);
489
490 STATIC uint
491 xfs_buf_item_push(
492         struct xfs_log_item     *lip,
493         struct list_head        *buffer_list)
494 {
495         struct xfs_buf_log_item *bip = BUF_ITEM(lip);
496         struct xfs_buf          *bp = bip->bli_buf;
497         uint                    rval = XFS_ITEM_SUCCESS;
498
499         if (xfs_buf_ispinned(bp))
500                 return XFS_ITEM_PINNED;
501         if (!xfs_buf_trylock(bp)) {
502                 /*
503                  * If we have just raced with a buffer being pinned and it has
504                  * been marked stale, we could end up stalling until someone else
505                  * issues a log force to unpin the stale buffer. Check for the
506                  * race condition here so xfsaild recognizes the buffer is pinned
507                  * and queues a log force to move it along.
508                  */
509                 if (xfs_buf_ispinned(bp))
510                         return XFS_ITEM_PINNED;
511                 return XFS_ITEM_LOCKED;
512         }
513
514         ASSERT(!(bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE));
515
516         trace_xfs_buf_item_push(bip);
517
518         /* has a previous flush failed due to IO errors? */
519         if ((bp->b_flags & XBF_WRITE_FAIL) &&
520             ___ratelimit(&xfs_buf_write_fail_rl_state, "XFS: Failing async write")) {
521                 xfs_warn(bp->b_mount,
522 "Failing async write on buffer block 0x%llx. Retrying async write.",
523                          (long long)bp->b_bn);
524         }
525
526         if (!xfs_buf_delwri_queue(bp, buffer_list))
527                 rval = XFS_ITEM_FLUSHING;
528         xfs_buf_unlock(bp);
529         return rval;
530 }
531
532 /*
533  * Drop the buffer log item refcount and take appropriate action. This helper
534  * determines whether the bli must be freed or not, since a decrement to zero
535  * does not necessarily mean the bli is unused.
536  *
537  * Return true if the bli is freed, false otherwise.
538  */
539 bool
540 xfs_buf_item_put(
541         struct xfs_buf_log_item *bip)
542 {
543         struct xfs_log_item     *lip = &bip->bli_item;
544         bool                    aborted;
545         bool                    dirty;
546
547         /* drop the bli ref and return if it wasn't the last one */
548         if (!atomic_dec_and_test(&bip->bli_refcount))
549                 return false;
550
551         /*
552          * We dropped the last ref and must free the item if clean or aborted.
553          * If the bli is dirty and non-aborted, the buffer was clean in the
554          * transaction but still awaiting writeback from previous changes. In
555          * that case, the bli is freed on buffer writeback completion.
556          */
557         aborted = test_bit(XFS_LI_ABORTED, &lip->li_flags) ||
558                   XFS_FORCED_SHUTDOWN(lip->li_mountp);
559         dirty = bip->bli_flags & XFS_BLI_DIRTY;
560         if (dirty && !aborted)
561                 return false;
562
563         /*
564          * The bli is aborted or clean. An aborted item may be in the AIL
565          * regardless of dirty state.  For example, consider an aborted
566          * transaction that invalidated a dirty bli and cleared the dirty
567          * state.
568          */
569         if (aborted)
570                 xfs_trans_ail_remove(lip, SHUTDOWN_LOG_IO_ERROR);
571         xfs_buf_item_relse(bip->bli_buf);
572         return true;
573 }
574
575 /*
576  * Release the buffer associated with the buf log item.  If there is no dirty
577  * logged data associated with the buffer recorded in the buf log item, then
578  * free the buf log item and remove the reference to it in the buffer.
579  *
580  * This call ignores the recursion count.  It is only called when the buffer
581  * should REALLY be unlocked, regardless of the recursion count.
582  *
583  * We unconditionally drop the transaction's reference to the log item. If the
584  * item was logged, then another reference was taken when it was pinned, so we
585  * can safely drop the transaction reference now.  This also allows us to avoid
586  * potential races with the unpin code freeing the bli by not referencing the
587  * bli after we've dropped the reference count.
588  *
589  * If the XFS_BLI_HOLD flag is set in the buf log item, then free the log item
590  * if necessary but do not unlock the buffer.  This is for support of
591  * xfs_trans_bhold(). Make sure the XFS_BLI_HOLD field is cleared if we don't
592  * free the item.
593  */
594 STATIC void
595 xfs_buf_item_release(
596         struct xfs_log_item     *lip)
597 {
598         struct xfs_buf_log_item *bip = BUF_ITEM(lip);
599         struct xfs_buf          *bp = bip->bli_buf;
600         bool                    released;
601         bool                    hold = bip->bli_flags & XFS_BLI_HOLD;
602         bool                    stale = bip->bli_flags & XFS_BLI_STALE;
603 #if defined(DEBUG) || defined(XFS_WARN)
604         bool                    ordered = bip->bli_flags & XFS_BLI_ORDERED;
605         bool                    dirty = bip->bli_flags & XFS_BLI_DIRTY;
606         bool                    aborted = test_bit(XFS_LI_ABORTED,
607                                                    &lip->li_flags);
608 #endif
609
610         trace_xfs_buf_item_release(bip);
611
612         /*
613          * The bli dirty state should match whether the blf has logged segments
614          * except for ordered buffers, where only the bli should be dirty.
615          */
616         ASSERT((!ordered && dirty == xfs_buf_item_dirty_format(bip)) ||
617                (ordered && dirty && !xfs_buf_item_dirty_format(bip)));
618         ASSERT(!stale || (bip->__bli_format.blf_flags & XFS_BLF_CANCEL));
619
620         /*
621          * Clear the buffer's association with this transaction and
622          * per-transaction state from the bli, which has been copied above.
623          */
624         bp->b_transp = NULL;
625         bip->bli_flags &= ~(XFS_BLI_LOGGED | XFS_BLI_HOLD | XFS_BLI_ORDERED);
626
627         /*
628          * Unref the item and unlock the buffer unless held or stale. Stale
629          * buffers remain locked until final unpin unless the bli is freed by
630          * the unref call. The latter implies shutdown because buffer
631          * invalidation dirties the bli and transaction.
632          */
633         released = xfs_buf_item_put(bip);
634         if (hold || (stale && !released))
635                 return;
636         ASSERT(!stale || aborted);
637         xfs_buf_relse(bp);
638 }
639
640 STATIC void
641 xfs_buf_item_committing(
642         struct xfs_log_item     *lip,
643         xfs_lsn_t               commit_lsn)
644 {
645         return xfs_buf_item_release(lip);
646 }
647
648 /*
649  * This is called to find out where the oldest active copy of the
650  * buf log item in the on disk log resides now that the last log
651  * write of it completed at the given lsn.
652  * We always re-log all the dirty data in a buffer, so usually the
653  * latest copy in the on disk log is the only one that matters.  For
654  * those cases we simply return the given lsn.
655  *
656  * The one exception to this is for buffers full of newly allocated
657  * inodes.  These buffers are only relogged with the XFS_BLI_INODE_BUF
658  * flag set, indicating that only the di_next_unlinked fields from the
659  * inodes in the buffers will be replayed during recovery.  If the
660  * original newly allocated inode images have not yet been flushed
661  * when the buffer is so relogged, then we need to make sure that we
662  * keep the old images in the 'active' portion of the log.  We do this
663  * by returning the original lsn of that transaction here rather than
664  * the current one.
665  */
666 STATIC xfs_lsn_t
667 xfs_buf_item_committed(
668         struct xfs_log_item     *lip,
669         xfs_lsn_t               lsn)
670 {
671         struct xfs_buf_log_item *bip = BUF_ITEM(lip);
672
673         trace_xfs_buf_item_committed(bip);
674
675         if ((bip->bli_flags & XFS_BLI_INODE_ALLOC_BUF) && lip->li_lsn != 0)
676                 return lip->li_lsn;
677         return lsn;
678 }
679
680 static const struct xfs_item_ops xfs_buf_item_ops = {
681         .iop_size       = xfs_buf_item_size,
682         .iop_format     = xfs_buf_item_format,
683         .iop_pin        = xfs_buf_item_pin,
684         .iop_unpin      = xfs_buf_item_unpin,
685         .iop_release    = xfs_buf_item_release,
686         .iop_committing = xfs_buf_item_committing,
687         .iop_committed  = xfs_buf_item_committed,
688         .iop_push       = xfs_buf_item_push,
689 };
690
691 STATIC int
692 xfs_buf_item_get_format(
693         struct xfs_buf_log_item *bip,
694         int                     count)
695 {
696         ASSERT(bip->bli_formats == NULL);
697         bip->bli_format_count = count;
698
699         if (count == 1) {
700                 bip->bli_formats = &bip->__bli_format;
701                 return 0;
702         }
703
704         bip->bli_formats = kmem_zalloc(count * sizeof(struct xfs_buf_log_format),
705                                 0);
706         if (!bip->bli_formats)
707                 return -ENOMEM;
708         return 0;
709 }
710
711 STATIC void
712 xfs_buf_item_free_format(
713         struct xfs_buf_log_item *bip)
714 {
715         if (bip->bli_formats != &bip->__bli_format) {
716                 kmem_free(bip->bli_formats);
717                 bip->bli_formats = NULL;
718         }
719 }
720
721 /*
722  * Allocate a new buf log item to go with the given buffer.
723  * Set the buffer's b_log_item field to point to the new
724  * buf log item.
725  */
726 int
727 xfs_buf_item_init(
728         struct xfs_buf  *bp,
729         struct xfs_mount *mp)
730 {
731         struct xfs_buf_log_item *bip = bp->b_log_item;
732         int                     chunks;
733         int                     map_size;
734         int                     error;
735         int                     i;
736
737         /*
738          * Check to see if there is already a buf log item for
739          * this buffer. If we do already have one, there is
740          * nothing to do here so return.
741          */
742         ASSERT(bp->b_mount == mp);
743         if (bip) {
744                 ASSERT(bip->bli_item.li_type == XFS_LI_BUF);
745                 ASSERT(!bp->b_transp);
746                 ASSERT(bip->bli_buf == bp);
747                 return 0;
748         }
749
750         bip = kmem_zone_zalloc(xfs_buf_item_zone, 0);
751         xfs_log_item_init(mp, &bip->bli_item, XFS_LI_BUF, &xfs_buf_item_ops);
752         bip->bli_buf = bp;
753
754         /*
755          * chunks is the number of XFS_BLF_CHUNK size pieces the buffer
756          * can be divided into. Make sure not to truncate any pieces.
757          * map_size is the size of the bitmap needed to describe the
758          * chunks of the buffer.
759          *
760          * Discontiguous buffer support follows the layout of the underlying
761          * buffer. This makes the implementation as simple as possible.
762          */
763         error = xfs_buf_item_get_format(bip, bp->b_map_count);
764         ASSERT(error == 0);
765         if (error) {    /* to stop gcc throwing set-but-unused warnings */
766                 kmem_zone_free(xfs_buf_item_zone, bip);
767                 return error;
768         }
769
770
771         for (i = 0; i < bip->bli_format_count; i++) {
772                 chunks = DIV_ROUND_UP(BBTOB(bp->b_maps[i].bm_len),
773                                       XFS_BLF_CHUNK);
774                 map_size = DIV_ROUND_UP(chunks, NBWORD);
775
776                 bip->bli_formats[i].blf_type = XFS_LI_BUF;
777                 bip->bli_formats[i].blf_blkno = bp->b_maps[i].bm_bn;
778                 bip->bli_formats[i].blf_len = bp->b_maps[i].bm_len;
779                 bip->bli_formats[i].blf_map_size = map_size;
780         }
781
782         bp->b_log_item = bip;
783         xfs_buf_hold(bp);
784         return 0;
785 }
786
787
788 /*
789  * Mark bytes first through last inclusive as dirty in the buf
790  * item's bitmap.
791  */
792 static void
793 xfs_buf_item_log_segment(
794         uint                    first,
795         uint                    last,
796         uint                    *map)
797 {
798         uint            first_bit;
799         uint            last_bit;
800         uint            bits_to_set;
801         uint            bits_set;
802         uint            word_num;
803         uint            *wordp;
804         uint            bit;
805         uint            end_bit;
806         uint            mask;
807
808         /*
809          * Convert byte offsets to bit numbers.
810          */
811         first_bit = first >> XFS_BLF_SHIFT;
812         last_bit = last >> XFS_BLF_SHIFT;
813
814         /*
815          * Calculate the total number of bits to be set.
816          */
817         bits_to_set = last_bit - first_bit + 1;
818
819         /*
820          * Get a pointer to the first word in the bitmap
821          * to set a bit in.
822          */
823         word_num = first_bit >> BIT_TO_WORD_SHIFT;
824         wordp = &map[word_num];
825
826         /*
827          * Calculate the starting bit in the first word.
828          */
829         bit = first_bit & (uint)(NBWORD - 1);
830
831         /*
832          * First set any bits in the first word of our range.
833          * If it starts at bit 0 of the word, it will be
834          * set below rather than here.  That is what the variable
835          * bit tells us. The variable bits_set tracks the number
836          * of bits that have been set so far.  End_bit is the number
837          * of the last bit to be set in this word plus one.
838          */
839         if (bit) {
840                 end_bit = min(bit + bits_to_set, (uint)NBWORD);
841                 mask = ((1U << (end_bit - bit)) - 1) << bit;
842                 *wordp |= mask;
843                 wordp++;
844                 bits_set = end_bit - bit;
845         } else {
846                 bits_set = 0;
847         }
848
849         /*
850          * Now set bits a whole word at a time that are between
851          * first_bit and last_bit.
852          */
853         while ((bits_to_set - bits_set) >= NBWORD) {
854                 *wordp |= 0xffffffff;
855                 bits_set += NBWORD;
856                 wordp++;
857         }
858
859         /*
860          * Finally, set any bits left to be set in one last partial word.
861          */
862         end_bit = bits_to_set - bits_set;
863         if (end_bit) {
864                 mask = (1U << end_bit) - 1;
865                 *wordp |= mask;
866         }
867 }
868
869 /*
870  * Mark bytes first through last inclusive as dirty in the buf
871  * item's bitmap.
872  */
873 void
874 xfs_buf_item_log(
875         struct xfs_buf_log_item *bip,
876         uint                    first,
877         uint                    last)
878 {
879         int                     i;
880         uint                    start;
881         uint                    end;
882         struct xfs_buf          *bp = bip->bli_buf;
883
884         /*
885          * walk each buffer segment and mark them dirty appropriately.
886          */
887         start = 0;
888         for (i = 0; i < bip->bli_format_count; i++) {
889                 if (start > last)
890                         break;
891                 end = start + BBTOB(bp->b_maps[i].bm_len) - 1;
892
893                 /* skip to the map that includes the first byte to log */
894                 if (first > end) {
895                         start += BBTOB(bp->b_maps[i].bm_len);
896                         continue;
897                 }
898
899                 /*
900                  * Trim the range to this segment and mark it in the bitmap.
901                  * Note that we must convert buffer offsets to segment relative
902                  * offsets (e.g., the first byte of each segment is byte 0 of
903                  * that segment).
904                  */
905                 if (first < start)
906                         first = start;
907                 if (end > last)
908                         end = last;
909                 xfs_buf_item_log_segment(first - start, end - start,
910                                          &bip->bli_formats[i].blf_data_map[0]);
911
912                 start += BBTOB(bp->b_maps[i].bm_len);
913         }
914 }
915
916
917 /*
918  * Return true if the buffer has any ranges logged/dirtied by a transaction,
919  * false otherwise.
920  */
921 bool
922 xfs_buf_item_dirty_format(
923         struct xfs_buf_log_item *bip)
924 {
925         int                     i;
926
927         for (i = 0; i < bip->bli_format_count; i++) {
928                 if (!xfs_bitmap_empty(bip->bli_formats[i].blf_data_map,
929                              bip->bli_formats[i].blf_map_size))
930                         return true;
931         }
932
933         return false;
934 }
935
936 STATIC void
937 xfs_buf_item_free(
938         struct xfs_buf_log_item *bip)
939 {
940         xfs_buf_item_free_format(bip);
941         kmem_free(bip->bli_item.li_lv_shadow);
942         kmem_zone_free(xfs_buf_item_zone, bip);
943 }
944
945 /*
946  * This is called when the buf log item is no longer needed.  It should
947  * free the buf log item associated with the given buffer and clear
948  * the buffer's pointer to the buf log item.  If there are no more
949  * items in the list, clear the b_iodone field of the buffer (see
950  * xfs_buf_attach_iodone() below).
951  */
952 void
953 xfs_buf_item_relse(
954         xfs_buf_t       *bp)
955 {
956         struct xfs_buf_log_item *bip = bp->b_log_item;
957
958         trace_xfs_buf_item_relse(bp, _RET_IP_);
959         ASSERT(!(bip->bli_item.li_flags & XFS_LI_IN_AIL));
960
961         bp->b_log_item = NULL;
962         if (list_empty(&bp->b_li_list))
963                 bp->b_iodone = NULL;
964
965         xfs_buf_rele(bp);
966         xfs_buf_item_free(bip);
967 }
968
969
970 /*
971  * Add the given log item with its callback to the list of callbacks
972  * to be called when the buffer's I/O completes.  If it is not set
973  * already, set the buffer's b_iodone() routine to be
974  * xfs_buf_iodone_callbacks() and link the log item into the list of
975  * items rooted at b_li_list.
976  */
977 void
978 xfs_buf_attach_iodone(
979         struct xfs_buf          *bp,
980         void                    (*cb)(struct xfs_buf *, struct xfs_log_item *),
981         struct xfs_log_item     *lip)
982 {
983         ASSERT(xfs_buf_islocked(bp));
984
985         lip->li_cb = cb;
986         list_add_tail(&lip->li_bio_list, &bp->b_li_list);
987
988         ASSERT(bp->b_iodone == NULL ||
989                bp->b_iodone == xfs_buf_iodone_callbacks);
990         bp->b_iodone = xfs_buf_iodone_callbacks;
991 }
992
993 /*
994  * We can have many callbacks on a buffer. Running the callbacks individually
995  * can cause a lot of contention on the AIL lock, so we allow for a single
996  * callback to be able to scan the remaining items in bp->b_li_list for other
997  * items of the same type and callback to be processed in the first call.
998  *
999  * As a result, the loop walking the callback list below will also modify the
1000  * list. it removes the first item from the list and then runs the callback.
1001  * The loop then restarts from the new first item int the list. This allows the
1002  * callback to scan and modify the list attached to the buffer and we don't
1003  * have to care about maintaining a next item pointer.
1004  */
1005 STATIC void
1006 xfs_buf_do_callbacks(
1007         struct xfs_buf          *bp)
1008 {
1009         struct xfs_buf_log_item *blip = bp->b_log_item;
1010         struct xfs_log_item     *lip;
1011
1012         /* If there is a buf_log_item attached, run its callback */
1013         if (blip) {
1014                 lip = &blip->bli_item;
1015                 lip->li_cb(bp, lip);
1016         }
1017
1018         while (!list_empty(&bp->b_li_list)) {
1019                 lip = list_first_entry(&bp->b_li_list, struct xfs_log_item,
1020                                        li_bio_list);
1021
1022                 /*
1023                  * Remove the item from the list, so we don't have any
1024                  * confusion if the item is added to another buf.
1025                  * Don't touch the log item after calling its
1026                  * callback, because it could have freed itself.
1027                  */
1028                 list_del_init(&lip->li_bio_list);
1029                 lip->li_cb(bp, lip);
1030         }
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Invoke the error state callback for each log item affected by the failed I/O.
1035  *
1036  * If a metadata buffer write fails with a non-permanent error, the buffer is
1037  * eventually resubmitted and so the completion callbacks are not run. The error
1038  * state may need to be propagated to the log items attached to the buffer,
1039  * however, so the next AIL push of the item knows hot to handle it correctly.
1040  */
1041 STATIC void
1042 xfs_buf_do_callbacks_fail(
1043         struct xfs_buf          *bp)
1044 {
1045         struct xfs_log_item     *lip;
1046         struct xfs_ail          *ailp;
1047
1048         /*
1049          * Buffer log item errors are handled directly by xfs_buf_item_push()
1050          * and xfs_buf_iodone_callback_error, and they have no IO error
1051          * callbacks. Check only for items in b_li_list.
1052          */
1053         if (list_empty(&bp->b_li_list))
1054                 return;
1055
1056         lip = list_first_entry(&bp->b_li_list, struct xfs_log_item,
1057                         li_bio_list);
1058         ailp = lip->li_ailp;
1059         spin_lock(&ailp->ail_lock);
1060         list_for_each_entry(lip, &bp->b_li_list, li_bio_list) {
1061                 if (lip->li_ops->iop_error)
1062                         lip->li_ops->iop_error(lip, bp);
1063         }
1064         spin_unlock(&ailp->ail_lock);
1065 }
1066
1067 static bool
1068 xfs_buf_iodone_callback_error(
1069         struct xfs_buf          *bp)
1070 {
1071         struct xfs_buf_log_item *bip = bp->b_log_item;
1072         struct xfs_log_item     *lip;
1073         struct xfs_mount        *mp;
1074         static ulong            lasttime;
1075         static xfs_buftarg_t    *lasttarg;
1076         struct xfs_error_cfg    *cfg;
1077
1078         /*
1079          * The failed buffer might not have a buf_log_item attached or the
1080          * log_item list might be empty. Get the mp from the available
1081          * xfs_log_item
1082          */
1083         lip = list_first_entry_or_null(&bp->b_li_list, struct xfs_log_item,
1084                                        li_bio_list);
1085         mp = lip ? lip->li_mountp : bip->bli_item.li_mountp;
1086
1087         /*
1088          * If we've already decided to shutdown the filesystem because of
1089          * I/O errors, there's no point in giving this a retry.
1090          */
1091         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1092                 goto out_stale;
1093
1094         if (bp->b_target != lasttarg ||
1095             time_after(jiffies, (lasttime + 5*HZ))) {
1096                 lasttime = jiffies;
1097                 xfs_buf_ioerror_alert(bp, __func__);
1098         }
1099         lasttarg = bp->b_target;
1100
1101         /* synchronous writes will have callers process the error */
1102         if (!(bp->b_flags & XBF_ASYNC))
1103                 goto out_stale;
1104
1105         trace_xfs_buf_item_iodone_async(bp, _RET_IP_);
1106         ASSERT(bp->b_iodone != NULL);
1107
1108         cfg = xfs_error_get_cfg(mp, XFS_ERR_METADATA, bp->b_error);
1109
1110         /*
1111          * If the write was asynchronous then no one will be looking for the
1112          * error.  If this is the first failure of this type, clear the error
1113          * state and write the buffer out again. This means we always retry an
1114          * async write failure at least once, but we also need to set the buffer
1115          * up to behave correctly now for repeated failures.
1116          */
1117         if (!(bp->b_flags & (XBF_STALE | XBF_WRITE_FAIL)) ||
1118              bp->b_last_error != bp->b_error) {
1119                 bp->b_flags |= (XBF_WRITE | XBF_DONE | XBF_WRITE_FAIL);
1120                 bp->b_last_error = bp->b_error;
1121                 if (cfg->retry_timeout != XFS_ERR_RETRY_FOREVER &&
1122                     !bp->b_first_retry_time)
1123                         bp->b_first_retry_time = jiffies;
1124
1125                 xfs_buf_ioerror(bp, 0);
1126                 xfs_buf_submit(bp);
1127                 return true;
1128         }
1129
1130         /*
1131          * Repeated failure on an async write. Take action according to the
1132          * error configuration we have been set up to use.
1133          */
1134
1135         if (cfg->max_retries != XFS_ERR_RETRY_FOREVER &&
1136             ++bp->b_retries > cfg->max_retries)
1137                         goto permanent_error;
1138         if (cfg->retry_timeout != XFS_ERR_RETRY_FOREVER &&
1139             time_after(jiffies, cfg->retry_timeout + bp->b_first_retry_time))
1140                         goto permanent_error;
1141
1142         /* At unmount we may treat errors differently */
1143         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_UNMOUNTING) && mp->m_fail_unmount)
1144                 goto permanent_error;
1145
1146         /*
1147          * Still a transient error, run IO completion failure callbacks and let
1148          * the higher layers retry the buffer.
1149          */
1150         xfs_buf_do_callbacks_fail(bp);
1151         xfs_buf_ioerror(bp, 0);
1152         xfs_buf_relse(bp);
1153         return true;
1154
1155         /*
1156          * Permanent error - we need to trigger a shutdown if we haven't already
1157          * to indicate that inconsistency will result from this action.
1158          */
1159 permanent_error:
1160         xfs_force_shutdown(mp, SHUTDOWN_META_IO_ERROR);
1161 out_stale:
1162         xfs_buf_stale(bp);
1163         bp->b_flags |= XBF_DONE;
1164         trace_xfs_buf_error_relse(bp, _RET_IP_);
1165         return false;
1166 }
1167
1168 /*
1169  * This is the iodone() function for buffers which have had callbacks attached
1170  * to them by xfs_buf_attach_iodone(). We need to iterate the items on the
1171  * callback list, mark the buffer as having no more callbacks and then push the
1172  * buffer through IO completion processing.
1173  */
1174 void
1175 xfs_buf_iodone_callbacks(
1176         struct xfs_buf          *bp)
1177 {
1178         /*
1179          * If there is an error, process it. Some errors require us
1180          * to run callbacks after failure processing is done so we
1181          * detect that and take appropriate action.
1182          */
1183         if (bp->b_error && xfs_buf_iodone_callback_error(bp))
1184                 return;
1185
1186         /*
1187          * Successful IO or permanent error. Either way, we can clear the
1188          * retry state here in preparation for the next error that may occur.
1189          */
1190         bp->b_last_error = 0;
1191         bp->b_retries = 0;
1192         bp->b_first_retry_time = 0;
1193
1194         xfs_buf_do_callbacks(bp);
1195         bp->b_log_item = NULL;
1196         list_del_init(&bp->b_li_list);
1197         bp->b_iodone = NULL;
1198         xfs_buf_ioend(bp);
1199 }
1200
1201 /*
1202  * This is the iodone() function for buffers which have been
1203  * logged.  It is called when they are eventually flushed out.
1204  * It should remove the buf item from the AIL, and free the buf item.
1205  * It is called by xfs_buf_iodone_callbacks() above which will take
1206  * care of cleaning up the buffer itself.
1207  */
1208 void
1209 xfs_buf_iodone(
1210         struct xfs_buf          *bp,
1211         struct xfs_log_item     *lip)
1212 {
1213         struct xfs_ail          *ailp = lip->li_ailp;
1214
1215         ASSERT(BUF_ITEM(lip)->bli_buf == bp);
1216
1217         xfs_buf_rele(bp);
1218
1219         /*
1220          * If we are forcibly shutting down, this may well be
1221          * off the AIL already. That's because we simulate the
1222          * log-committed callbacks to unpin these buffers. Or we may never
1223          * have put this item on AIL because of the transaction was
1224          * aborted forcibly. xfs_trans_ail_delete() takes care of these.
1225          *
1226          * Either way, AIL is useless if we're forcing a shutdown.
1227          */
1228         spin_lock(&ailp->ail_lock);
1229         xfs_trans_ail_delete(ailp, lip, SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
1230         xfs_buf_item_free(BUF_ITEM(lip));
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Requeue a failed buffer for writeback.
1235  *
1236  * We clear the log item failed state here as well, but we have to be careful
1237  * about reference counts because the only active reference counts on the buffer
1238  * may be the failed log items. Hence if we clear the log item failed state
1239  * before queuing the buffer for IO we can release all active references to
1240  * the buffer and free it, leading to use after free problems in
1241  * xfs_buf_delwri_queue. It makes no difference to the buffer or log items which
1242  * order we process them in - the buffer is locked, and we own the buffer list
1243  * so nothing on them is going to change while we are performing this action.
1244  *
1245  * Hence we can safely queue the buffer for IO before we clear the failed log
1246  * item state, therefore  always having an active reference to the buffer and
1247  * avoiding the transient zero-reference state that leads to use-after-free.
1248  *
1249  * Return true if the buffer was added to the buffer list, false if it was
1250  * already on the buffer list.
1251  */
1252 bool
1253 xfs_buf_resubmit_failed_buffers(
1254         struct xfs_buf          *bp,
1255         struct list_head        *buffer_list)
1256 {
1257         struct xfs_log_item     *lip;
1258         bool                    ret;
1259
1260         ret = xfs_buf_delwri_queue(bp, buffer_list);
1261
1262         /*
1263          * XFS_LI_FAILED set/clear is protected by ail_lock, caller of this
1264          * function already have it acquired
1265          */
1266         list_for_each_entry(lip, &bp->b_li_list, li_bio_list)
1267                 xfs_clear_li_failed(lip);
1268
1269         return ret;
1270 }