fs/ext4/page-io.c

   1 /*
   2  * linux/fs/ext4/page-io.c
   3  *
   4  * This contains the new page_io functions for ext4
   5  *
   6  * Written by Theodore Ts'o, 2010.
   7  */
   8
   9 #include <linux/module.h>
  10 #include <linux/fs.h>
  11 #include <linux/time.h>
  12 #include <linux/jbd2.h>
  13 #include <linux/highuid.h>
  14 #include <linux/pagemap.h>
  15 #include <linux/quotaops.h>
  16 #include <linux/string.h>
  17 #include <linux/buffer_head.h>
  18 #include <linux/writeback.h>
  19 #include <linux/pagevec.h>
  20 #include <linux/mpage.h>
  21 #include <linux/namei.h>
  22 #include <linux/uio.h>
  23 #include <linux/bio.h>
  24 #include <linux/workqueue.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27
  28 #include "ext4_jbd2.h"
  29 #include "xattr.h"
  30 #include "acl.h"
  31 #include "ext4_extents.h"
  32
  33 static struct kmem_cache *io_page_cachep, *io_end_cachep;
  34
  35 int __init ext4_init_pageio(void)
  36 {
  37         io_page_cachep = KMEM_CACHE(ext4_io_page, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
  38         if (io_page_cachep == NULL)
  39                 return -ENOMEM;
  40         io_end_cachep = KMEM_CACHE(ext4_io_end, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
  41         if (io_page_cachep == NULL) {
  42                 kmem_cache_destroy(io_page_cachep);
  43                 return -ENOMEM;
  44         }
  45
  46         return 0;
  47 }
  48
  49 void ext4_exit_pageio(void)
  50 {
  51         kmem_cache_destroy(io_end_cachep);
  52         kmem_cache_destroy(io_page_cachep);
  53 }
  54
  55 void ext4_free_io_end(ext4_io_end_t *io)
  56 {
  57         int i;
  58
  59         BUG_ON(!io);
  60         if (io->page)
  61                 put_page(io->page);
  62         for (i = 0; i < io->num_io_pages; i++) {
  63                 if (--io->pages[i]->p_count == 0) {
  64                         struct page *page = io->pages[i]->p_page;
  65
  66                         end_page_writeback(page);
  67                         put_page(page);
  68                         kmem_cache_free(io_page_cachep, io->pages[i]);
  69                 }
  70         }
  71         io->num_io_pages = 0;
  72         iput(io->inode);
  73         kmem_cache_free(io_end_cachep, io);
  74 }
  75
  76 /*
  77  * check a range of space and convert unwritten extents to written.
  78  */
  79 int ext4_end_io_nolock(ext4_io_end_t *io)
  80 {
  81         struct inode *inode = io->inode;
  82         loff_t offset = io->offset;
  83         ssize_t size = io->size;
  84         int ret = 0;
  85
  86         ext4_debug("ext4_end_io_nolock: io 0x%p from inode %lu,list->next 0x%p,"
  87                    "list->prev 0x%p\n",
  88                    io, inode->i_ino, io->list.next, io->list.prev);
  89
  90         if (list_empty(&io->list))
  91                 return ret;
  92
  93         if (!(io->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN))
  94                 return ret;
  95
  96         ret = ext4_convert_unwritten_extents(inode, offset, size);
  97         if (ret < 0) {
  98                 printk(KERN_EMERG "%s: failed to convert unwritten "
  99                         "extents to written extents, error is %d "
 100                         "io is still on inode %lu aio dio list\n",
 101                        __func__, ret, inode->i_ino);
 102                 return ret;
 103         }
 104
 105         if (io->iocb)
 106                 aio_complete(io->iocb, io->result, 0);
 107         /* clear the DIO AIO unwritten flag */
 108         io->flag &= ~EXT4_IO_END_UNWRITTEN;
 109         return ret;
 110 }
 111
 112 /*
 113  * work on completed aio dio IO, to convert unwritten extents to extents
 114  */
 115 static void ext4_end_io_work(struct work_struct *work)
 116 {
 117         ext4_io_end_t           *io = container_of(work, ext4_io_end_t, work);
 118         struct inode            *inode = io->inode;
 119         struct ext4_inode_info  *ei = EXT4_I(inode);
 120         unsigned long           flags;
 121         int                     ret;
 122
 123         mutex_lock(&inode->i_mutex);
 124         ret = ext4_end_io_nolock(io);
 125         if (ret < 0) {
 126                 mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 127                 return;
 128         }
 129
 130         spin_lock_irqsave(&ei->i_completed_io_lock, flags);
 131         if (!list_empty(&io->list))
 132                 list_del_init(&io->list);
 133         spin_unlock_irqrestore(&ei->i_completed_io_lock, flags);
 134         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 135         ext4_free_io_end(io);
 136 }
 137
 138 ext4_io_end_t *ext4_init_io_end(struct inode *inode, gfp_t flags)
 139 {
 140         ext4_io_end_t *io = NULL;
 141
 142         io = kmem_cache_alloc(io_end_cachep, flags);
 143         if (io) {
 144                 memset(io, 0, sizeof(*io));
 145                 io->inode = igrab(inode);
 146                 BUG_ON(!io->inode);
 147                 INIT_WORK(&io->work, ext4_end_io_work);
 148                 INIT_LIST_HEAD(&io->list);
 149         }
 150         return io;
 151 }
 152
 153 /*
 154  * Print an buffer I/O error compatible with the fs/buffer.c.  This
 155  * provides compatibility with dmesg scrapers that look for a specific
 156  * buffer I/O error message.  We really need a unified error reporting
 157  * structure to userspace ala Digital Unix's uerf system, but it's
 158  * probably not going to happen in my lifetime, due to LKML politics...
 159  */
 160 static void buffer_io_error(struct buffer_head *bh)
 161 {
 162         char b[BDEVNAME_SIZE];
 163         printk(KERN_ERR "Buffer I/O error on device %s, logical block %llu\n",
 164                         bdevname(bh->b_bdev, b),
 165                         (unsigned long long)bh->b_blocknr);
 166 }
 167
 168 static void ext4_end_bio(struct bio *bio, int error)
 169 {
 170         ext4_io_end_t *io_end = bio->bi_private;
 171         struct workqueue_struct *wq;
 172         struct inode *inode;
 173         unsigned long flags;
 174         ext4_fsblk_t err_block;
 175         int i;
 176
 177         BUG_ON(!io_end);
 178         inode = io_end->inode;
 179         bio->bi_private = NULL;
 180         bio->bi_end_io = NULL;
 181         if (test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
 182                 error = 0;
 183         err_block = bio->bi_sector >> (inode->i_blkbits - 9);
 184         bio_put(bio);
 185
 186         if (!(inode->i_sb->s_flags & MS_ACTIVE)) {
 187                 pr_err("sb umounted, discard end_io request for inode %lu\n",
 188                         io_end->inode->i_ino);
 189                 ext4_free_io_end(io_end);
 190                 return;
 191         }
 192
 193         if (error) {
 194                 io_end->flag |= EXT4_IO_END_ERROR;
 195                 ext4_warning(inode->i_sb, "I/O error writing to inode %lu "
 196                              "(offset %llu size %ld starting block %llu)",
 197                              inode->i_ino,
 198                              (unsigned long long) io_end->offset,
 199                              (long) io_end->size,
 200                              (unsigned long long) err_block);
 201         }
 202
 203         for (i = 0; i < io_end->num_io_pages; i++) {
 204                 struct page *page = io_end->pages[i]->p_page;
 205                 struct buffer_head *bh, *head;
 206                 int partial_write = 0;
 207
 208                 head = page_buffers(page);
 209                 if (error)
 210                         SetPageError(page);
 211                 BUG_ON(!head);
 212                 if (head->b_size == PAGE_CACHE_SIZE)
 213                         clear_buffer_dirty(head);
 214                 else {
 215                         loff_t offset;
 216                         loff_t io_end_offset = io_end->offset + io_end->size;
 217
 218                         offset = (sector_t) page->index << PAGE_CACHE_SHIFT;
 219                         bh = head;
 220                         do {
 221                                 if ((offset >= io_end->offset) &&
 222                                     (offset+bh->b_size <= io_end_offset)) {
 223                                         if (error)
 224                                                 buffer_io_error(bh);
 225
 226                                         clear_buffer_dirty(bh);
 227                                 }
 228                                 if (buffer_delay(bh))
 229                                         partial_write = 1;
 230                                 else if (!buffer_mapped(bh))
 231                                         clear_buffer_dirty(bh);
 232                                 else if (buffer_dirty(bh))
 233                                         partial_write = 1;
 234                                 offset += bh->b_size;
 235                                 bh = bh->b_this_page;
 236                         } while (bh != head);
 237                 }
 238
 239                 if (--io_end->pages[i]->p_count == 0) {
 240                         struct page *page = io_end->pages[i]->p_page;
 241
 242                         end_page_writeback(page);
 243                         put_page(page);
 244                         kmem_cache_free(io_page_cachep, io_end->pages[i]);
 245                 }
 246
 247                 /*
 248                  * If this is a partial write which happened to make
 249                  * all buffers uptodate then we can optimize away a
 250                  * bogus readpage() for the next read(). Here we
 251                  * 'discover' whether the page went uptodate as a
 252                  * result of this (potentially partial) write.
 253                  */
 254                 if (!partial_write)
 255                         SetPageUptodate(page);
 256         }
 257
 258         io_end->num_io_pages = 0;
 259
 260         /* Add the io_end to per-inode completed io list*/
 261         spin_lock_irqsave(&EXT4_I(inode)->i_completed_io_lock, flags);
 262         list_add_tail(&io_end->list, &EXT4_I(inode)->i_completed_io_list);
 263         spin_unlock_irqrestore(&EXT4_I(inode)->i_completed_io_lock, flags);
 264
 265         wq = EXT4_SB(inode->i_sb)->dio_unwritten_wq;
 266         /* queue the work to convert unwritten extents to written */
 267         queue_work(wq, &io_end->work);
 268 }
 269
 270 void ext4_io_submit(struct ext4_io_submit *io)
 271 {
 272         struct bio *bio = io->io_bio;
 273
 274         if (bio) {
 275                 bio_get(io->io_bio);
 276                 submit_bio(io->io_op, io->io_bio);
 277                 BUG_ON(bio_flagged(io->io_bio, BIO_EOPNOTSUPP));
 278                 bio_put(io->io_bio);
 279         }
 280         io->io_bio = 0;
 281         io->io_op = 0;
 282         io->io_end = 0;
 283 }
 284
 285 static int io_submit_init(struct ext4_io_submit *io,
 286                           struct inode *inode,
 287                           struct writeback_control *wbc,
 288                           struct buffer_head *bh)
 289 {
 290         ext4_io_end_t *io_end;
 291         struct page *page = bh->b_page;
 292         int nvecs = bio_get_nr_vecs(bh->b_bdev);
 293         struct bio *bio;
 294
 295         io_end = ext4_init_io_end(inode, GFP_NOFS);
 296         if (!io_end)
 297                 return -ENOMEM;
 298         do {
 299                 bio = bio_alloc(GFP_NOIO, nvecs);
 300                 nvecs >>= 1;
 301         } while (bio == NULL);
 302
 303         bio->bi_sector = bh->b_blocknr * (bh->b_size >> 9);
 304         bio->bi_bdev = bh->b_bdev;
 305         bio->bi_private = io->io_end = io_end;
 306         bio->bi_end_io = ext4_end_bio;
 307
 308         io_end->inode = inode;
 309         io_end->offset = (page->index << PAGE_CACHE_SHIFT) + bh_offset(bh);
 310
 311         io->io_bio = bio;
 312         io->io_op = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL ?
 313                         WRITE_SYNC_PLUG : WRITE);
 314         io->io_next_block = bh->b_blocknr;
 315         return 0;
 316 }
 317
 318 static int io_submit_add_bh(struct ext4_io_submit *io,
 319                             struct ext4_io_page *io_page,
 320                             struct inode *inode,
 321                             struct writeback_control *wbc,
 322                             struct buffer_head *bh)
 323 {
 324         ext4_io_end_t *io_end;
 325         int ret;
 326
 327         if (buffer_new(bh)) {
 328                 clear_buffer_new(bh);
 329                 unmap_underlying_metadata(bh->b_bdev, bh->b_blocknr);
 330         }
 331
 332         if (!buffer_mapped(bh) || buffer_delay(bh)) {
 333                 if (!buffer_mapped(bh))
 334                         clear_buffer_dirty(bh);
 335                 if (io->io_bio)
 336                         ext4_io_submit(io);
 337                 return 0;
 338         }
 339
 340         if (io->io_bio && bh->b_blocknr != io->io_next_block) {
 341 submit_and_retry:
 342                 ext4_io_submit(io);
 343         }
 344         if (io->io_bio == NULL) {
 345                 ret = io_submit_init(io, inode, wbc, bh);
 346                 if (ret)
 347                         return ret;
 348         }
 349         io_end = io->io_end;
 350         if ((io_end->num_io_pages >= MAX_IO_PAGES) &&
 351             (io_end->pages[io_end->num_io_pages-1] != io_page))
 352                 goto submit_and_retry;
 353         if (buffer_uninit(bh))
 354                 io->io_end->flag |= EXT4_IO_END_UNWRITTEN;
 355         io->io_end->size += bh->b_size;
 356         io->io_next_block++;
 357         ret = bio_add_page(io->io_bio, bh->b_page, bh->b_size, bh_offset(bh));
 358         if (ret != bh->b_size)
 359                 goto submit_and_retry;
 360         if ((io_end->num_io_pages == 0) ||
 361             (io_end->pages[io_end->num_io_pages-1] != io_page)) {
 362                 io_end->pages[io_end->num_io_pages++] = io_page;
 363                 io_page->p_count++;
 364         }
 365         return 0;
 366 }
 367
 368 int ext4_bio_write_page(struct ext4_io_submit *io,
 369                         struct page *page,
 370                         int len,
 371                         struct writeback_control *wbc)
 372 {
 373         struct inode *inode = page->mapping->host;
 374         unsigned block_start, block_end, blocksize;
 375         struct ext4_io_page *io_page;
 376         struct buffer_head *bh, *head;
 377         int ret = 0;
 378
 379         blocksize = 1 << inode->i_blkbits;
 380
 381         BUG_ON(PageWriteback(page));
 382         set_page_writeback(page);
 383         ClearPageError(page);
 384
 385         io_page = kmem_cache_alloc(io_page_cachep, GFP_NOFS);
 386         if (!io_page) {
 387                 set_page_dirty(page);
 388                 unlock_page(page);
 389                 return -ENOMEM;
 390         }
 391         io_page->p_page = page;
 392         io_page->p_count = 0;
 393         get_page(page);
 394
 395         for (bh = head = page_buffers(page), block_start = 0;
 396              bh != head || !block_start;
 397              block_start = block_end, bh = bh->b_this_page) {
 398                 block_end = block_start + blocksize;
 399                 if (block_start >= len) {
 400                         clear_buffer_dirty(bh);
 401                         set_buffer_uptodate(bh);
 402                         continue;
 403                 }
 404                 ret = io_submit_add_bh(io, io_page, inode, wbc, bh);
 405                 if (ret) {
 406                         /*
 407                          * We only get here on ENOMEM.  Not much else
 408                          * we can do but mark the page as dirty, and
 409                          * better luck next time.
 410                          */
 411                         set_page_dirty(page);
 412                         break;
 413                 }
 414         }
 415         unlock_page(page);
 416         /*
 417          * If the page was truncated before we could do the writeback,
 418          * or we had a memory allocation error while trying to write
 419          * the first buffer head, we won't have submitted any pages for
 420          * I/O.  In that case we need to make sure we've cleared the
 421          * PageWriteback bit from the page to prevent the system from
 422          * wedging later on.
 423          */
 424         if (io_page->p_count == 0) {
 425                 put_page(page);
 426                 end_page_writeback(page);
 427                 kmem_cache_free(io_page_cachep, io_page);
 428         }
 429         return ret;
 430 }