[XFS] Initial pass at going directly-to-bio on the buffered IO path. This
[linux-2.6] / fs / xfs / linux-2.6 / xfs_aops.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2000-2005 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 "xfs_bit.h"
20 #include "xfs_log.h"
21 #include "xfs_inum.h"
22 #include "xfs_sb.h"
23 #include "xfs_ag.h"
24 #include "xfs_dir.h"
25 #include "xfs_dir2.h"
26 #include "xfs_trans.h"
27 #include "xfs_dmapi.h"
28 #include "xfs_mount.h"
29 #include "xfs_bmap_btree.h"
30 #include "xfs_alloc_btree.h"
31 #include "xfs_ialloc_btree.h"
32 #include "xfs_dir_sf.h"
33 #include "xfs_dir2_sf.h"
34 #include "xfs_attr_sf.h"
35 #include "xfs_dinode.h"
36 #include "xfs_inode.h"
37 #include "xfs_alloc.h"
38 #include "xfs_btree.h"
39 #include "xfs_error.h"
40 #include "xfs_rw.h"
41 #include "xfs_iomap.h"
42 #include <linux/mpage.h>
43 #include <linux/writeback.h>
44
45 STATIC void xfs_count_page_state(struct page *, int *, int *, int *);
46
47 #if defined(XFS_RW_TRACE)
48 void
49 xfs_page_trace(
50         int             tag,
51         struct inode    *inode,
52         struct page     *page,
53         int             mask)
54 {
55         xfs_inode_t     *ip;
56         bhv_desc_t      *bdp;
57         vnode_t         *vp = LINVFS_GET_VP(inode);
58         loff_t          isize = i_size_read(inode);
59         loff_t          offset = page_offset(page);
60         int             delalloc = -1, unmapped = -1, unwritten = -1;
61
62         if (page_has_buffers(page))
63                 xfs_count_page_state(page, &delalloc, &unmapped, &unwritten);
64
65         bdp = vn_bhv_lookup(VN_BHV_HEAD(vp), &xfs_vnodeops);
66         ip = XFS_BHVTOI(bdp);
67         if (!ip->i_rwtrace)
68                 return;
69
70         ktrace_enter(ip->i_rwtrace,
71                 (void *)((unsigned long)tag),
72                 (void *)ip,
73                 (void *)inode,
74                 (void *)page,
75                 (void *)((unsigned long)mask),
76                 (void *)((unsigned long)((ip->i_d.di_size >> 32) & 0xffffffff)),
77                 (void *)((unsigned long)(ip->i_d.di_size & 0xffffffff)),
78                 (void *)((unsigned long)((isize >> 32) & 0xffffffff)),
79                 (void *)((unsigned long)(isize & 0xffffffff)),
80                 (void *)((unsigned long)((offset >> 32) & 0xffffffff)),
81                 (void *)((unsigned long)(offset & 0xffffffff)),
82                 (void *)((unsigned long)delalloc),
83                 (void *)((unsigned long)unmapped),
84                 (void *)((unsigned long)unwritten),
85                 (void *)NULL,
86                 (void *)NULL);
87 }
88 #else
89 #define xfs_page_trace(tag, inode, page, mask)
90 #endif
91
92 /*
93  * Schedule IO completion handling on a xfsdatad if this was
94  * the final hold on this ioend.
95  */
96 STATIC void
97 xfs_finish_ioend(
98         xfs_ioend_t             *ioend)
99 {
100         if (atomic_dec_and_test(&ioend->io_remaining))
101                 queue_work(xfsdatad_workqueue, &ioend->io_work);
102 }
103
104 /*
105  * We're now finished for good with this ioend structure.
106  * Update the page state via the associated buffer_heads,
107  * release holds on the inode and bio, and finally free
108  * up memory.  Do not use the ioend after this.
109  */
110 STATIC void
111 xfs_destroy_ioend(
112         xfs_ioend_t             *ioend)
113 {
114         struct buffer_head      *bh, *next;
115
116         for (bh = ioend->io_buffer_head; bh; bh = next) {
117                 next = bh->b_private;
118                 bh->b_end_io(bh, ioend->io_uptodate);
119         }
120
121         vn_iowake(ioend->io_vnode);
122         mempool_free(ioend, xfs_ioend_pool);
123 }
124
125 /*
126  * Buffered IO write completion for delayed allocate extents.
127  * TODO: Update ondisk isize now that we know the file data
128  * has been flushed (i.e. the notorious "NULL file" problem).
129  */
130 STATIC void
131 xfs_end_bio_delalloc(
132         void                    *data)
133 {
134         xfs_ioend_t             *ioend = data;
135
136         xfs_destroy_ioend(ioend);
137 }
138
139 /*
140  * Buffered IO write completion for regular, written extents.
141  */
142 STATIC void
143 xfs_end_bio_written(
144         void                    *data)
145 {
146         xfs_ioend_t             *ioend = data;
147
148         xfs_destroy_ioend(ioend);
149 }
150
151 /*
152  * IO write completion for unwritten extents.
153  *
154  * Issue transactions to convert a buffer range from unwritten
155  * to written extents.
156  */
157 STATIC void
158 xfs_end_bio_unwritten(
159         void                    *data)
160 {
161         xfs_ioend_t             *ioend = data;
162         vnode_t                 *vp = ioend->io_vnode;
163         xfs_off_t               offset = ioend->io_offset;
164         size_t                  size = ioend->io_size;
165         int                     error;
166
167         if (ioend->io_uptodate)
168                 VOP_BMAP(vp, offset, size, BMAPI_UNWRITTEN, NULL, NULL, error);
169         xfs_destroy_ioend(ioend);
170 }
171
172 /*
173  * Allocate and initialise an IO completion structure.
174  * We need to track unwritten extent write completion here initially.
175  * We'll need to extend this for updating the ondisk inode size later
176  * (vs. incore size).
177  */
178 STATIC xfs_ioend_t *
179 xfs_alloc_ioend(
180         struct inode            *inode,
181         unsigned int            type)
182 {
183         xfs_ioend_t             *ioend;
184
185         ioend = mempool_alloc(xfs_ioend_pool, GFP_NOFS);
186
187         /*
188          * Set the count to 1 initially, which will prevent an I/O
189          * completion callback from happening before we have started
190          * all the I/O from calling the completion routine too early.
191          */
192         atomic_set(&ioend->io_remaining, 1);
193         ioend->io_uptodate = 1; /* cleared if any I/O fails */
194         ioend->io_list = NULL;
195         ioend->io_type = type;
196         ioend->io_vnode = LINVFS_GET_VP(inode);
197         ioend->io_buffer_head = NULL;
198         ioend->io_buffer_tail = NULL;
199         atomic_inc(&ioend->io_vnode->v_iocount);
200         ioend->io_offset = 0;
201         ioend->io_size = 0;
202
203         if (type == IOMAP_UNWRITTEN)
204                 INIT_WORK(&ioend->io_work, xfs_end_bio_unwritten, ioend);
205         else if (type == IOMAP_DELAY)
206                 INIT_WORK(&ioend->io_work, xfs_end_bio_delalloc, ioend);
207         else
208                 INIT_WORK(&ioend->io_work, xfs_end_bio_written, ioend);
209
210         return ioend;
211 }
212
213 STATIC int
214 xfs_map_blocks(
215         struct inode            *inode,
216         loff_t                  offset,
217         ssize_t                 count,
218         xfs_iomap_t             *mapp,
219         int                     flags)
220 {
221         vnode_t                 *vp = LINVFS_GET_VP(inode);
222         int                     error, nmaps = 1;
223
224         VOP_BMAP(vp, offset, count, flags, mapp, &nmaps, error);
225         if (!error && (flags & (BMAPI_WRITE|BMAPI_ALLOCATE)))
226                 VMODIFY(vp);
227         return -error;
228 }
229
230 /*
231  * Finds the corresponding mapping in block @map array of the
232  * given @offset within a @page.
233  */
234 STATIC xfs_iomap_t *
235 xfs_offset_to_map(
236         struct page             *page,
237         xfs_iomap_t             *iomapp,
238         unsigned long           offset)
239 {
240         xfs_off_t               full_offset;    /* offset from start of file */
241
242         ASSERT(offset < PAGE_CACHE_SIZE);
243
244         full_offset = page->index;              /* NB: using 64bit number */
245         full_offset <<= PAGE_CACHE_SHIFT;       /* offset from file start */
246         full_offset += offset;                  /* offset from page start */
247
248         if (full_offset < iomapp->iomap_offset)
249                 return NULL;
250         if (iomapp->iomap_offset + (iomapp->iomap_bsize -1) >= full_offset)
251                 return iomapp;
252         return NULL;
253 }
254
255 /*
256  * BIO completion handler for buffered IO.
257  */
258 STATIC int
259 xfs_end_bio(
260         struct bio              *bio,
261         unsigned int            bytes_done,
262         int                     error)
263 {
264         xfs_ioend_t             *ioend = bio->bi_private;
265
266         if (bio->bi_size)
267                 return 1;
268
269         ASSERT(ioend);
270         ASSERT(atomic_read(&bio->bi_cnt) >= 1);
271
272         /* Toss bio and pass work off to an xfsdatad thread */
273         if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
274                 ioend->io_uptodate = 0;
275         bio->bi_private = NULL;
276         bio->bi_end_io = NULL;
277
278         bio_put(bio);
279         xfs_finish_ioend(ioend);
280         return 0;
281 }
282
283 STATIC void
284 xfs_submit_ioend_bio(
285         xfs_ioend_t     *ioend,
286         struct bio      *bio)
287 {
288         atomic_inc(&ioend->io_remaining);
289
290         bio->bi_private = ioend;
291         bio->bi_end_io = xfs_end_bio;
292
293         submit_bio(WRITE, bio);
294         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_EOPNOTSUPP));
295         bio_put(bio);
296 }
297
298 STATIC struct bio *
299 xfs_alloc_ioend_bio(
300         struct buffer_head      *bh)
301 {
302         struct bio              *bio;
303         int                     nvecs = bio_get_nr_vecs(bh->b_bdev);
304
305         do {
306                 bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nvecs);
307                 nvecs >>= 1;
308         } while (!bio);
309
310         ASSERT(bio->bi_private == NULL);
311         bio->bi_sector = bh->b_blocknr * (bh->b_size >> 9);
312         bio->bi_bdev = bh->b_bdev;
313         bio_get(bio);
314         return bio;
315 }
316
317 STATIC void
318 xfs_start_buffer_writeback(
319         struct buffer_head      *bh)
320 {
321         ASSERT(buffer_mapped(bh));
322         ASSERT(buffer_locked(bh));
323         ASSERT(!buffer_delay(bh));
324         ASSERT(!buffer_unwritten(bh));
325
326         mark_buffer_async_write(bh);
327         set_buffer_uptodate(bh);
328         clear_buffer_dirty(bh);
329 }
330
331 STATIC void
332 xfs_start_page_writeback(
333         struct page             *page,
334         struct writeback_control *wbc,
335         int                     clear_dirty,
336         int                     buffers)
337 {
338         ASSERT(PageLocked(page));
339         ASSERT(!PageWriteback(page));
340         set_page_writeback(page);
341         if (clear_dirty)
342                 clear_page_dirty(page);
343         unlock_page(page);
344         if (!buffers) {
345                 end_page_writeback(page);
346                 wbc->pages_skipped++;   /* We didn't write this page */
347         }
348 }
349
350 static inline int bio_add_buffer(struct bio *bio, struct buffer_head *bh)
351 {
352         return bio_add_page(bio, bh->b_page, bh->b_size, bh_offset(bh));
353 }
354
355 /*
356  * Submit all of the bios for all of the ioends we have saved up,
357  * covering the initial writepage page and also any probed pages.
358  */
359 STATIC void
360 xfs_submit_ioend(
361         xfs_ioend_t             *ioend)
362 {
363         xfs_ioend_t             *next;
364         struct buffer_head      *bh;
365         struct bio              *bio;
366         sector_t                lastblock = 0;
367
368         do {
369                 next = ioend->io_list;
370                 bio = NULL;
371
372                 for (bh = ioend->io_buffer_head; bh; bh = bh->b_private) {
373                         xfs_start_buffer_writeback(bh);
374
375                         if (!bio) {
376  retry:
377                                 bio = xfs_alloc_ioend_bio(bh);
378                         } else if (bh->b_blocknr != lastblock + 1) {
379                                 xfs_submit_ioend_bio(ioend, bio);
380                                 goto retry;
381                         }
382
383                         if (bio_add_buffer(bio, bh) != bh->b_size) {
384                                 xfs_submit_ioend_bio(ioend, bio);
385                                 goto retry;
386                         }
387
388                         lastblock = bh->b_blocknr;
389                 }
390                 if (bio)
391                         xfs_submit_ioend_bio(ioend, bio);
392                 xfs_finish_ioend(ioend);
393         } while ((ioend = next) != NULL);
394 }
395
396 /*
397  * Cancel submission of all buffer_heads so far in this endio.
398  * Toss the endio too.  Only ever called for the initial page
399  * in a writepage request, so only ever one page.
400  */
401 STATIC void
402 xfs_cancel_ioend(
403         xfs_ioend_t             *ioend)
404 {
405         xfs_ioend_t             *next;
406         struct buffer_head      *bh, *next_bh;
407
408         do {
409                 next = ioend->io_list;
410                 bh = ioend->io_buffer_head;
411                 do {
412                         next_bh = bh->b_private;
413                         clear_buffer_async_write(bh);
414                         unlock_buffer(bh);
415                 } while ((bh = next_bh) != NULL);
416
417                 vn_iowake(ioend->io_vnode);
418                 mempool_free(ioend, xfs_ioend_pool);
419         } while ((ioend = next) != NULL);
420 }
421
422 /*
423  * Test to see if we've been building up a completion structure for
424  * earlier buffers -- if so, we try to append to this ioend if we
425  * can, otherwise we finish off any current ioend and start another.
426  * Return true if we've finished the given ioend.
427  */
428 STATIC void
429 xfs_add_to_ioend(
430         struct inode            *inode,
431         struct buffer_head      *bh,
432         unsigned int            p_offset,
433         unsigned int            type,
434         xfs_ioend_t             **result,
435         int                     need_ioend)
436 {
437         xfs_ioend_t             *ioend = *result;
438
439         if (!ioend || need_ioend || type != ioend->io_type) {
440                 xfs_ioend_t     *previous = *result;
441                 xfs_off_t       offset;
442
443                 offset = (xfs_off_t)bh->b_page->index << PAGE_CACHE_SHIFT;
444                 offset += p_offset;
445                 ioend = xfs_alloc_ioend(inode, type);
446                 ioend->io_offset = offset;
447                 ioend->io_buffer_head = bh;
448                 ioend->io_buffer_tail = bh;
449                 if (previous)
450                         previous->io_list = ioend;
451                 *result = ioend;
452         } else {
453                 ioend->io_buffer_tail->b_private = bh;
454                 ioend->io_buffer_tail = bh;
455         }
456
457         bh->b_private = NULL;
458         ioend->io_size += bh->b_size;
459 }
460
461 STATIC void
462 xfs_map_at_offset(
463         struct page             *page,
464         struct buffer_head      *bh,
465         unsigned long           offset,
466         int                     block_bits,
467         xfs_iomap_t             *iomapp,
468         xfs_ioend_t             *ioend)
469 {
470         xfs_daddr_t             bn;
471         xfs_off_t               delta;
472         int                     sector_shift;
473
474         ASSERT(!(iomapp->iomap_flags & IOMAP_HOLE));
475         ASSERT(!(iomapp->iomap_flags & IOMAP_DELAY));
476         ASSERT(iomapp->iomap_bn != IOMAP_DADDR_NULL);
477
478         delta = page->index;
479         delta <<= PAGE_CACHE_SHIFT;
480         delta += offset;
481         delta -= iomapp->iomap_offset;
482         delta >>= block_bits;
483
484         sector_shift = block_bits - BBSHIFT;
485         bn = iomapp->iomap_bn >> sector_shift;
486         bn += delta;
487         BUG_ON(!bn && !(iomapp->iomap_flags & IOMAP_REALTIME));
488         ASSERT((bn << sector_shift) >= iomapp->iomap_bn);
489
490         lock_buffer(bh);
491         bh->b_blocknr = bn;
492         bh->b_bdev = iomapp->iomap_target->bt_bdev;
493         set_buffer_mapped(bh);
494         clear_buffer_delay(bh);
495         clear_buffer_unwritten(bh);
496 }
497
498 /*
499  * Look for a page at index which is unlocked and not mapped
500  * yet - clustering for mmap write case.
501  */
502 STATIC unsigned int
503 xfs_probe_unmapped_page(
504         struct address_space    *mapping,
505         pgoff_t                 index,
506         unsigned int            pg_offset)
507 {
508         struct page             *page;
509         int                     ret = 0;
510
511         page = find_trylock_page(mapping, index);
512         if (!page)
513                 return 0;
514         if (PageWriteback(page))
515                 goto out;
516
517         if (page->mapping && PageDirty(page)) {
518                 if (page_has_buffers(page)) {
519                         struct buffer_head      *bh, *head;
520
521                         bh = head = page_buffers(page);
522                         do {
523                                 if (buffer_mapped(bh) || !buffer_uptodate(bh))
524                                         break;
525                                 ret += bh->b_size;
526                                 if (ret >= pg_offset)
527                                         break;
528                         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
529                 } else
530                         ret = PAGE_CACHE_SIZE;
531         }
532
533 out:
534         unlock_page(page);
535         return ret;
536 }
537
538 STATIC size_t
539 xfs_probe_unmapped_cluster(
540         struct inode            *inode,
541         struct page             *startpage,
542         struct buffer_head      *bh,
543         struct buffer_head      *head)
544 {
545         size_t                  len, total = 0;
546         pgoff_t                 tindex, tlast, tloff;
547         unsigned int            pg_offset;
548         struct address_space    *mapping = inode->i_mapping;
549
550         /* First sum forwards in this page */
551         do {
552                 if (buffer_mapped(bh))
553                         break;
554                 total += bh->b_size;
555         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
556
557         /* If we reached the end of the page, sum forwards in
558          * following pages.
559          */
560         if (bh == head) {
561                 tlast = i_size_read(inode) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
562                 /* Prune this back to avoid pathological behavior */
563                 tloff = min(tlast, startpage->index + 64);
564                 for (tindex = startpage->index + 1; tindex < tloff; tindex++) {
565                         len = xfs_probe_unmapped_page(mapping, tindex,
566                                                         PAGE_CACHE_SIZE);
567                         if (!len)
568                                 return total;
569                         total += len;
570                 }
571                 if (tindex == tlast &&
572                     (pg_offset = i_size_read(inode) & (PAGE_CACHE_SIZE - 1))) {
573                         total += xfs_probe_unmapped_page(mapping,
574                                                         tindex, pg_offset);
575                 }
576         }
577         return total;
578 }
579
580 /*
581  * Probe for a given page (index) in the inode and test if it is suitable
582  * for writing as part of an unwritten or delayed allocate extent.
583  * Returns page locked and with an extra reference count if so, else NULL.
584  */
585 STATIC struct page *
586 xfs_probe_delayed_page(
587         struct inode            *inode,
588         pgoff_t                 index,
589         unsigned int            type)
590 {
591         struct page             *page;
592
593         page = find_trylock_page(inode->i_mapping, index);
594         if (!page)
595                 return NULL;
596         if (PageWriteback(page))
597                 goto out;
598
599         if (page->mapping && page_has_buffers(page)) {
600                 struct buffer_head      *bh, *head;
601                 int                     acceptable = 0;
602
603                 bh = head = page_buffers(page);
604                 do {
605                         if (buffer_unwritten(bh))
606                                 acceptable = (type == IOMAP_UNWRITTEN);
607                         else if (buffer_delay(bh))
608                                 acceptable = (type == IOMAP_DELAY);
609                         else
610                                 break;
611                 } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
612
613                 if (acceptable)
614                         return page;
615         }
616
617 out:
618         unlock_page(page);
619         return NULL;
620 }
621
622 /*
623  * Allocate & map buffers for page given the extent map. Write it out.
624  * except for the original page of a writepage, this is called on
625  * delalloc/unwritten pages only, for the original page it is possible
626  * that the page has no mapping at all.
627  */
628 STATIC int
629 xfs_convert_page(
630         struct inode            *inode,
631         struct page             *page,
632         xfs_iomap_t             *iomapp,
633         xfs_ioend_t             **ioendp,
634         struct writeback_control *wbc,
635         void                    *private,
636         int                     startio,
637         int                     all_bh)
638 {
639         struct buffer_head      *bh, *head;
640         xfs_iomap_t             *mp = iomapp, *tmp;
641         unsigned long           p_offset, end_offset;
642         unsigned int            type;
643         int                     bbits = inode->i_blkbits;
644         int                     len, page_dirty;
645         int                     count = 0, done = 0, uptodate = 1;
646
647         end_offset = (i_size_read(inode) & (PAGE_CACHE_SIZE - 1));
648
649         /*
650          * page_dirty is initially a count of buffers on the page before
651          * EOF and is decrememted as we move each into a cleanable state.
652          */
653         len = 1 << inode->i_blkbits;
654         end_offset = max(end_offset, PAGE_CACHE_SIZE);
655         end_offset = roundup(end_offset, len);
656         page_dirty = end_offset / len;
657
658         p_offset = 0;
659         bh = head = page_buffers(page);
660         do {
661                 if (p_offset >= end_offset)
662                         break;
663                 if (!buffer_uptodate(bh))
664                         uptodate = 0;
665                 if (!(PageUptodate(page) || buffer_uptodate(bh))) {
666                         done = 1;
667                         continue;
668                 }
669
670                 if (buffer_unwritten(bh))
671                         type = IOMAP_UNWRITTEN;
672                 else if (buffer_delay(bh))
673                         type = IOMAP_DELAY;
674                 else {
675                         type = 0;
676                         if (!(buffer_mapped(bh) && all_bh && startio)) {
677                                 done = 1;
678                         } else if (startio) {
679                                 lock_buffer(bh);
680                                 xfs_add_to_ioend(inode, bh, p_offset,
681                                                 type, ioendp, done);
682                                 count++;
683                                 page_dirty--;
684                         }
685                         continue;
686                 }
687                 tmp = xfs_offset_to_map(page, mp, p_offset);
688                 if (!tmp) {
689                         done = 1;
690                         continue;
691                 }
692                 ASSERT(!(tmp->iomap_flags & IOMAP_HOLE));
693                 ASSERT(!(tmp->iomap_flags & IOMAP_DELAY));
694
695                 xfs_map_at_offset(page, bh, p_offset, bbits, tmp, *ioendp);
696                 if (startio) {
697                         xfs_add_to_ioend(inode, bh, p_offset,
698                                         type, ioendp, done);
699                         count++;
700                 } else {
701                         set_buffer_dirty(bh);
702                         unlock_buffer(bh);
703                         mark_buffer_dirty(bh);
704                 }
705                 page_dirty--;
706         } while (p_offset += len, (bh = bh->b_this_page) != head);
707
708         if (uptodate && bh == head)
709                 SetPageUptodate(page);
710
711         if (startio) {
712                 if (count)
713                         wbc->nr_to_write--;
714                 xfs_start_page_writeback(page, wbc, !page_dirty, count);
715         }
716
717         return done;
718 }
719
720 /*
721  * Convert & write out a cluster of pages in the same extent as defined
722  * by mp and following the start page.
723  */
724 STATIC void
725 xfs_cluster_write(
726         struct inode            *inode,
727         pgoff_t                 tindex,
728         xfs_iomap_t             *iomapp,
729         xfs_ioend_t             **ioendp,
730         struct writeback_control *wbc,
731         int                     startio,
732         int                     all_bh,
733         pgoff_t                 tlast)
734 {
735         struct page             *page;
736         unsigned int            type = (*ioendp)->io_type;
737         int                     done;
738
739         for (done = 0; tindex <= tlast && !done; tindex++) {
740                 page = xfs_probe_delayed_page(inode, tindex, type);
741                 if (!page)
742                         break;
743                 done = xfs_convert_page(inode, page, iomapp, ioendp,
744                                                 wbc, NULL, startio, all_bh);
745         }
746 }
747
748 /*
749  * Calling this without startio set means we are being asked to make a dirty
750  * page ready for freeing it's buffers.  When called with startio set then
751  * we are coming from writepage.
752  *
753  * When called with startio set it is important that we write the WHOLE
754  * page if possible.
755  * The bh->b_state's cannot know if any of the blocks or which block for
756  * that matter are dirty due to mmap writes, and therefore bh uptodate is
757  * only vaild if the page itself isn't completely uptodate.  Some layers
758  * may clear the page dirty flag prior to calling write page, under the
759  * assumption the entire page will be written out; by not writing out the
760  * whole page the page can be reused before all valid dirty data is
761  * written out.  Note: in the case of a page that has been dirty'd by
762  * mapwrite and but partially setup by block_prepare_write the
763  * bh->b_states's will not agree and only ones setup by BPW/BCW will have
764  * valid state, thus the whole page must be written out thing.
765  */
766
767 STATIC int
768 xfs_page_state_convert(
769         struct inode    *inode,
770         struct page     *page,
771         struct writeback_control *wbc,
772         int             startio,
773         int             unmapped) /* also implies page uptodate */
774 {
775         struct buffer_head      *bh, *head;
776         xfs_iomap_t             *iomp, iomap;
777         xfs_ioend_t             *ioend = NULL, *iohead = NULL;
778         loff_t                  offset;
779         unsigned long           p_offset = 0;
780         unsigned int            type;
781         __uint64_t              end_offset;
782         pgoff_t                 end_index, last_index, tlast;
783         int                     flags, len, err, done = 1;
784         int                     uptodate = 1;
785         int                     page_dirty, count = 0, trylock_flag = 0;
786
787         /* wait for other IO threads? */
788         if (startio && wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE)
789                 trylock_flag |= BMAPI_TRYLOCK;
790
791         /* Is this page beyond the end of the file? */
792         offset = i_size_read(inode);
793         end_index = offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
794         last_index = (offset - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
795         if (page->index >= end_index) {
796                 if ((page->index >= end_index + 1) ||
797                     !(i_size_read(inode) & (PAGE_CACHE_SIZE - 1))) {
798                         if (startio)
799                                 unlock_page(page);
800                         return 0;
801                 }
802         }
803
804         /*
805          * page_dirty is initially a count of buffers on the page before
806          * EOF and is decrememted as we move each into a cleanable state.
807          *
808          * Derivation:
809          *
810          * End offset is the highest offset that this page should represent.
811          * If we are on the last page, (end_offset & (PAGE_CACHE_SIZE - 1))
812          * will evaluate non-zero and be less than PAGE_CACHE_SIZE and
813          * hence give us the correct page_dirty count. On any other page,
814          * it will be zero and in that case we need page_dirty to be the
815          * count of buffers on the page.
816          */
817         end_offset = min_t(unsigned long long,
818                         (xfs_off_t)(page->index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT, offset);
819         len = 1 << inode->i_blkbits;
820         p_offset = min_t(unsigned long, end_offset & (PAGE_CACHE_SIZE - 1),
821                                         PAGE_CACHE_SIZE);
822         p_offset = p_offset ? roundup(p_offset, len) : PAGE_CACHE_SIZE;
823         page_dirty = p_offset / len;
824
825         iomp = NULL;
826         bh = head = page_buffers(page);
827         offset = page_offset(page);
828
829         /* TODO: fix up "done" variable and iomap pointer (boolean) */
830         /* TODO: cleanup count and page_dirty */
831
832         do {
833                 if (offset >= end_offset)
834                         break;
835                 if (!buffer_uptodate(bh))
836                         uptodate = 0;
837                 if (!(PageUptodate(page) || buffer_uptodate(bh)) && !startio) {
838                         done = 1;
839                         continue;
840                 }
841
842                 if (iomp) {
843                         iomp = xfs_offset_to_map(page, &iomap, p_offset);
844                         done = (iomp == NULL);
845                 }
846
847                 /*
848                  * First case, map an unwritten extent and prepare for
849                  * extent state conversion transaction on completion.
850                  *
851                  * Second case, allocate space for a delalloc buffer.
852                  * We can return EAGAIN here in the release page case.
853                  */
854                 if (buffer_unwritten(bh) || buffer_delay(bh)) {
855                         if (buffer_unwritten(bh)) {
856                                 type = IOMAP_UNWRITTEN;
857                                 flags = BMAPI_WRITE|BMAPI_IGNSTATE;
858                         } else {
859                                 type = IOMAP_DELAY;
860                                 flags = BMAPI_ALLOCATE;
861                                 if (!startio)
862                                         flags |= trylock_flag;
863                         }
864
865                         if (!iomp) {
866                                 done = 1;
867                                 err = xfs_map_blocks(inode, offset, len, &iomap,
868                                                 flags);
869                                 if (err)
870                                         goto error;
871                                 iomp = xfs_offset_to_map(page, &iomap,
872                                                                 p_offset);
873                                 done = (iomp == NULL);
874                         }
875                         if (iomp) {
876                                 xfs_map_at_offset(page, bh, p_offset,
877                                                 inode->i_blkbits, iomp, ioend);
878                                 if (startio) {
879                                         xfs_add_to_ioend(inode, bh, p_offset,
880                                                 type, &ioend, done);
881                                 } else {
882                                         set_buffer_dirty(bh);
883                                         unlock_buffer(bh);
884                                         mark_buffer_dirty(bh);
885                                 }
886                                 page_dirty--;
887                                 count++;
888                         } else {
889                                 done = 1;
890                         }
891                 } else if ((buffer_uptodate(bh) || PageUptodate(page)) &&
892                            (unmapped || startio)) {
893
894                         type = 0;
895                         if (!buffer_mapped(bh)) {
896
897                                 /*
898                                  * Getting here implies an unmapped buffer
899                                  * was found, and we are in a path where we
900                                  * need to write the whole page out.
901                                  */
902                                 if (!iomp) {
903                                         int     size;
904
905                                         size = xfs_probe_unmapped_cluster(
906                                                         inode, page, bh, head);
907                                         err = xfs_map_blocks(inode, offset,
908                                                         size, &iomap,
909                                                         BMAPI_WRITE|BMAPI_MMAP);
910                                         if (err) {
911                                                 goto error;
912                                         }
913                                         iomp = xfs_offset_to_map(page, &iomap,
914                                                                      p_offset);
915                                         done = (iomp == NULL);
916                                 }
917                                 if (iomp) {
918                                         xfs_map_at_offset(page, bh, p_offset,
919                                                         inode->i_blkbits, iomp,
920                                                         ioend);
921                                         if (startio) {
922                                                 xfs_add_to_ioend(inode,
923                                                         bh, p_offset, type,
924                                                         &ioend, done);
925                                         } else {
926                                                 set_buffer_dirty(bh);
927                                                 unlock_buffer(bh);
928                                                 mark_buffer_dirty(bh);
929                                         }
930                                         page_dirty--;
931                                         count++;
932                                 } else {
933                                         done = 1;
934                                 }
935                         } else if (startio) {
936                                 if (buffer_uptodate(bh) &&
937                                     !test_and_set_bit(BH_Lock, &bh->b_state)) {
938                                         ASSERT(buffer_mapped(bh));
939                                         xfs_add_to_ioend(inode,
940                                                         bh, p_offset, type,
941                                                         &ioend, done);
942                                         page_dirty--;
943                                         count++;
944                                 } else {
945                                         done = 1;
946                                 }
947                         } else {
948                                 done = 1;
949                         }
950                 }
951
952                 if (!iohead)
953                         iohead = ioend;
954
955         } while (offset += len, ((bh = bh->b_this_page) != head));
956
957         if (uptodate && bh == head)
958                 SetPageUptodate(page);
959
960         if (startio)
961                 xfs_start_page_writeback(page, wbc, 1, count);
962
963         if (ioend && iomp && !done) {
964                 offset = (iomp->iomap_offset + iomp->iomap_bsize - 1) >>
965                                         PAGE_CACHE_SHIFT;
966                 tlast = min_t(pgoff_t, offset, last_index);
967                 xfs_cluster_write(inode, page->index + 1, iomp, &ioend,
968                                         wbc, startio, unmapped, tlast);
969         }
970
971         if (iohead)
972                 xfs_submit_ioend(iohead);
973
974         return page_dirty;
975
976 error:
977         if (iohead)
978                 xfs_cancel_ioend(iohead);
979
980         /*
981          * If it's delalloc and we have nowhere to put it,
982          * throw it away, unless the lower layers told
983          * us to try again.
984          */
985         if (err != -EAGAIN) {
986                 if (!unmapped)
987                         block_invalidatepage(page, 0);
988                 ClearPageUptodate(page);
989         }
990         return err;
991 }
992
993 STATIC int
994 __linvfs_get_block(
995         struct inode            *inode,
996         sector_t                iblock,
997         unsigned long           blocks,
998         struct buffer_head      *bh_result,
999         int                     create,
1000         int                     direct,
1001         bmapi_flags_t           flags)
1002 {
1003         vnode_t                 *vp = LINVFS_GET_VP(inode);
1004         xfs_iomap_t             iomap;
1005         xfs_off_t               offset;
1006         ssize_t                 size;
1007         int                     retpbbm = 1;
1008         int                     error;
1009
1010         offset = (xfs_off_t)iblock << inode->i_blkbits;
1011         if (blocks)
1012                 size = (ssize_t) min_t(xfs_off_t, LONG_MAX,
1013                                         (xfs_off_t)blocks << inode->i_blkbits);
1014         else
1015                 size = 1 << inode->i_blkbits;
1016
1017         VOP_BMAP(vp, offset, size,
1018                 create ? flags : BMAPI_READ, &iomap, &retpbbm, error);
1019         if (error)
1020                 return -error;
1021
1022         if (retpbbm == 0)
1023                 return 0;
1024
1025         if (iomap.iomap_bn != IOMAP_DADDR_NULL) {
1026                 xfs_daddr_t     bn;
1027                 xfs_off_t       delta;
1028
1029                 /* For unwritten extents do not report a disk address on
1030                  * the read case (treat as if we're reading into a hole).
1031                  */
1032                 if (create || !(iomap.iomap_flags & IOMAP_UNWRITTEN)) {
1033                         delta = offset - iomap.iomap_offset;
1034                         delta >>= inode->i_blkbits;
1035
1036                         bn = iomap.iomap_bn >> (inode->i_blkbits - BBSHIFT);
1037                         bn += delta;
1038                         BUG_ON(!bn && !(iomap.iomap_flags & IOMAP_REALTIME));
1039                         bh_result->b_blocknr = bn;
1040                         set_buffer_mapped(bh_result);
1041                 }
1042                 if (create && (iomap.iomap_flags & IOMAP_UNWRITTEN)) {
1043                         if (direct)
1044                                 bh_result->b_private = inode;
1045                         set_buffer_unwritten(bh_result);
1046                         set_buffer_delay(bh_result);
1047                 }
1048         }
1049
1050         /* If this is a realtime file, data might be on a new device */
1051         bh_result->b_bdev = iomap.iomap_target->bt_bdev;
1052
1053         /* If we previously allocated a block out beyond eof and
1054          * we are now coming back to use it then we will need to
1055          * flag it as new even if it has a disk address.
1056          */
1057         if (create &&
1058             ((!buffer_mapped(bh_result) && !buffer_uptodate(bh_result)) ||
1059              (offset >= i_size_read(inode)) || (iomap.iomap_flags & IOMAP_NEW)))
1060                 set_buffer_new(bh_result);
1061
1062         if (iomap.iomap_flags & IOMAP_DELAY) {
1063                 BUG_ON(direct);
1064                 if (create) {
1065                         set_buffer_uptodate(bh_result);
1066                         set_buffer_mapped(bh_result);
1067                         set_buffer_delay(bh_result);
1068                 }
1069         }
1070
1071         if (blocks) {
1072                 ASSERT(iomap.iomap_bsize - iomap.iomap_delta > 0);
1073                 offset = min_t(xfs_off_t,
1074                                 iomap.iomap_bsize - iomap.iomap_delta,
1075                                 (xfs_off_t)blocks << inode->i_blkbits);
1076                 bh_result->b_size = (u32) min_t(xfs_off_t, UINT_MAX, offset);
1077         }
1078
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 int
1083 linvfs_get_block(
1084         struct inode            *inode,
1085         sector_t                iblock,
1086         struct buffer_head      *bh_result,
1087         int                     create)
1088 {
1089         return __linvfs_get_block(inode, iblock, 0, bh_result,
1090                                         create, 0, BMAPI_WRITE);
1091 }
1092
1093 STATIC int
1094 linvfs_get_blocks_direct(
1095         struct inode            *inode,
1096         sector_t                iblock,
1097         unsigned long           max_blocks,
1098         struct buffer_head      *bh_result,
1099         int                     create)
1100 {
1101         return __linvfs_get_block(inode, iblock, max_blocks, bh_result,
1102                                         create, 1, BMAPI_WRITE|BMAPI_DIRECT);
1103 }
1104
1105 STATIC void
1106 linvfs_end_io_direct(
1107         struct kiocb    *iocb,
1108         loff_t          offset,
1109         ssize_t         size,
1110         void            *private)
1111 {
1112         xfs_ioend_t     *ioend = iocb->private;
1113
1114         /*
1115          * Non-NULL private data means we need to issue a transaction to
1116          * convert a range from unwritten to written extents.  This needs
1117          * to happen from process contect but aio+dio I/O completion
1118          * happens from irq context so we need to defer it to a workqueue.
1119          * This is not nessecary for synchronous direct I/O, but we do
1120          * it anyway to keep the code uniform and simpler.
1121          *
1122          * The core direct I/O code might be changed to always call the
1123          * completion handler in the future, in which case all this can
1124          * go away.
1125          */
1126         if (private && size > 0) {
1127                 ioend->io_offset = offset;
1128                 ioend->io_size = size;
1129                 xfs_finish_ioend(ioend);
1130         } else {
1131                 ASSERT(size >= 0);
1132                 xfs_destroy_ioend(ioend);
1133         }
1134
1135         /*
1136          * blockdev_direct_IO can return an error even afer the I/O
1137          * completion handler was called.  Thus we need to protect
1138          * against double-freeing.
1139          */
1140         iocb->private = NULL;
1141 }
1142
1143 STATIC ssize_t
1144 linvfs_direct_IO(
1145         int                     rw,
1146         struct kiocb            *iocb,
1147         const struct iovec      *iov,
1148         loff_t                  offset,
1149         unsigned long           nr_segs)
1150 {
1151         struct file     *file = iocb->ki_filp;
1152         struct inode    *inode = file->f_mapping->host;
1153         vnode_t         *vp = LINVFS_GET_VP(inode);
1154         xfs_iomap_t     iomap;
1155         int             maps = 1;
1156         int             error;
1157         ssize_t         ret;
1158
1159         VOP_BMAP(vp, offset, 0, BMAPI_DEVICE, &iomap, &maps, error);
1160         if (error)
1161                 return -error;
1162
1163         iocb->private = xfs_alloc_ioend(inode, IOMAP_UNWRITTEN);
1164
1165         ret = blockdev_direct_IO_own_locking(rw, iocb, inode,
1166                 iomap.iomap_target->bt_bdev,
1167                 iov, offset, nr_segs,
1168                 linvfs_get_blocks_direct,
1169                 linvfs_end_io_direct);
1170
1171         if (unlikely(ret <= 0 && iocb->private))
1172                 xfs_destroy_ioend(iocb->private);
1173         return ret;
1174 }
1175
1176
1177 STATIC sector_t
1178 linvfs_bmap(
1179         struct address_space    *mapping,
1180         sector_t                block)
1181 {
1182         struct inode            *inode = (struct inode *)mapping->host;
1183         vnode_t                 *vp = LINVFS_GET_VP(inode);
1184         int                     error;
1185
1186         vn_trace_entry(vp, "linvfs_bmap", (inst_t *)__return_address);
1187
1188         VOP_RWLOCK(vp, VRWLOCK_READ);
1189         VOP_FLUSH_PAGES(vp, (xfs_off_t)0, -1, 0, FI_REMAPF, error);
1190         VOP_RWUNLOCK(vp, VRWLOCK_READ);
1191         return generic_block_bmap(mapping, block, linvfs_get_block);
1192 }
1193
1194 STATIC int
1195 linvfs_readpage(
1196         struct file             *unused,
1197         struct page             *page)
1198 {
1199         return mpage_readpage(page, linvfs_get_block);
1200 }
1201
1202 STATIC int
1203 linvfs_readpages(
1204         struct file             *unused,
1205         struct address_space    *mapping,
1206         struct list_head        *pages,
1207         unsigned                nr_pages)
1208 {
1209         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, linvfs_get_block);
1210 }
1211
1212 STATIC void
1213 xfs_count_page_state(
1214         struct page             *page,
1215         int                     *delalloc,
1216         int                     *unmapped,
1217         int                     *unwritten)
1218 {
1219         struct buffer_head      *bh, *head;
1220
1221         *delalloc = *unmapped = *unwritten = 0;
1222
1223         bh = head = page_buffers(page);
1224         do {
1225                 if (buffer_uptodate(bh) && !buffer_mapped(bh))
1226                         (*unmapped) = 1;
1227                 else if (buffer_unwritten(bh) && !buffer_delay(bh))
1228                         clear_buffer_unwritten(bh);
1229                 else if (buffer_unwritten(bh))
1230                         (*unwritten) = 1;
1231                 else if (buffer_delay(bh))
1232                         (*delalloc) = 1;
1233         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
1234 }
1235
1236
1237 /*
1238  * writepage: Called from one of two places:
1239  *
1240  * 1. we are flushing a delalloc buffer head.
1241  *
1242  * 2. we are writing out a dirty page. Typically the page dirty
1243  *    state is cleared before we get here. In this case is it
1244  *    conceivable we have no buffer heads.
1245  *
1246  * For delalloc space on the page we need to allocate space and
1247  * flush it. For unmapped buffer heads on the page we should
1248  * allocate space if the page is uptodate. For any other dirty
1249  * buffer heads on the page we should flush them.
1250  *
1251  * If we detect that a transaction would be required to flush
1252  * the page, we have to check the process flags first, if we
1253  * are already in a transaction or disk I/O during allocations
1254  * is off, we need to fail the writepage and redirty the page.
1255  */
1256
1257 STATIC int
1258 linvfs_writepage(
1259         struct page             *page,
1260         struct writeback_control *wbc)
1261 {
1262         int                     error;
1263         int                     need_trans;
1264         int                     delalloc, unmapped, unwritten;
1265         struct inode            *inode = page->mapping->host;
1266
1267         xfs_page_trace(XFS_WRITEPAGE_ENTER, inode, page, 0);
1268
1269         /*
1270          * We need a transaction if:
1271          *  1. There are delalloc buffers on the page
1272          *  2. The page is uptodate and we have unmapped buffers
1273          *  3. The page is uptodate and we have no buffers
1274          *  4. There are unwritten buffers on the page
1275          */
1276
1277         if (!page_has_buffers(page)) {
1278                 unmapped = 1;
1279                 need_trans = 1;
1280         } else {
1281                 xfs_count_page_state(page, &delalloc, &unmapped, &unwritten);
1282                 if (!PageUptodate(page))
1283                         unmapped = 0;
1284                 need_trans = delalloc + unmapped + unwritten;
1285         }
1286
1287         /*
1288          * If we need a transaction and the process flags say
1289          * we are already in a transaction, or no IO is allowed
1290          * then mark the page dirty again and leave the page
1291          * as is.
1292          */
1293         if (PFLAGS_TEST_FSTRANS() && need_trans)
1294                 goto out_fail;
1295
1296         /*
1297          * Delay hooking up buffer heads until we have
1298          * made our go/no-go decision.
1299          */
1300         if (!page_has_buffers(page))
1301                 create_empty_buffers(page, 1 << inode->i_blkbits, 0);
1302
1303         /*
1304          * Convert delayed allocate, unwritten or unmapped space
1305          * to real space and flush out to disk.
1306          */
1307         error = xfs_page_state_convert(inode, page, wbc, 1, unmapped);
1308         if (error == -EAGAIN)
1309                 goto out_fail;
1310         if (unlikely(error < 0))
1311                 goto out_unlock;
1312
1313         return 0;
1314
1315 out_fail:
1316         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1317         unlock_page(page);
1318         return 0;
1319 out_unlock:
1320         unlock_page(page);
1321         return error;
1322 }
1323
1324 STATIC int
1325 linvfs_invalidate_page(
1326         struct page             *page,
1327         unsigned long           offset)
1328 {
1329         xfs_page_trace(XFS_INVALIDPAGE_ENTER,
1330                         page->mapping->host, page, offset);
1331         return block_invalidatepage(page, offset);
1332 }
1333
1334 /*
1335  * Called to move a page into cleanable state - and from there
1336  * to be released. Possibly the page is already clean. We always
1337  * have buffer heads in this call.
1338  *
1339  * Returns 0 if the page is ok to release, 1 otherwise.
1340  *
1341  * Possible scenarios are:
1342  *
1343  * 1. We are being called to release a page which has been written
1344  *    to via regular I/O. buffer heads will be dirty and possibly
1345  *    delalloc. If no delalloc buffer heads in this case then we
1346  *    can just return zero.
1347  *
1348  * 2. We are called to release a page which has been written via
1349  *    mmap, all we need to do is ensure there is no delalloc
1350  *    state in the buffer heads, if not we can let the caller
1351  *    free them and we should come back later via writepage.
1352  */
1353 STATIC int
1354 linvfs_release_page(
1355         struct page             *page,
1356         gfp_t                   gfp_mask)
1357 {
1358         struct inode            *inode = page->mapping->host;
1359         int                     dirty, delalloc, unmapped, unwritten;
1360         struct writeback_control wbc = {
1361                 .sync_mode = WB_SYNC_ALL,
1362                 .nr_to_write = 1,
1363         };
1364
1365         xfs_page_trace(XFS_RELEASEPAGE_ENTER, inode, page, gfp_mask);
1366
1367         xfs_count_page_state(page, &delalloc, &unmapped, &unwritten);
1368         if (!delalloc && !unwritten)
1369                 goto free_buffers;
1370
1371         if (!(gfp_mask & __GFP_FS))
1372                 return 0;
1373
1374         /* If we are already inside a transaction or the thread cannot
1375          * do I/O, we cannot release this page.
1376          */
1377         if (PFLAGS_TEST_FSTRANS())
1378                 return 0;
1379
1380         /*
1381          * Convert delalloc space to real space, do not flush the
1382          * data out to disk, that will be done by the caller.
1383          * Never need to allocate space here - we will always
1384          * come back to writepage in that case.
1385          */
1386         dirty = xfs_page_state_convert(inode, page, &wbc, 0, 0);
1387         if (dirty == 0 && !unwritten)
1388                 goto free_buffers;
1389         return 0;
1390
1391 free_buffers:
1392         return try_to_free_buffers(page);
1393 }
1394
1395 STATIC int
1396 linvfs_prepare_write(
1397         struct file             *file,
1398         struct page             *page,
1399         unsigned int            from,
1400         unsigned int            to)
1401 {
1402         return block_prepare_write(page, from, to, linvfs_get_block);
1403 }
1404
1405 struct address_space_operations linvfs_aops = {
1406         .readpage               = linvfs_readpage,
1407         .readpages              = linvfs_readpages,
1408         .writepage              = linvfs_writepage,
1409         .sync_page              = block_sync_page,
1410         .releasepage            = linvfs_release_page,
1411         .invalidatepage         = linvfs_invalidate_page,
1412         .prepare_write          = linvfs_prepare_write,
1413         .commit_write           = generic_commit_write,
1414         .bmap                   = linvfs_bmap,
1415         .direct_IO              = linvfs_direct_IO,
1416 };