Btrfs: cleanup warnings from gcc 4.6 (nonbugs)
[linux-2.6.git] / fs / btrfs / compression.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008 Oracle.  All rights reserved.
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public
6  * License v2 as published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
11  * General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public
14  * License along with this program; if not, write to the
15  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
16  * Boston, MA 021110-1307, USA.
17  */
18
19 #include <linux/kernel.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/file.h>
23 #include <linux/fs.h>
24 #include <linux/pagemap.h>
25 #include <linux/highmem.h>
26 #include <linux/time.h>
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/string.h>
29 #include <linux/backing-dev.h>
30 #include <linux/mpage.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/writeback.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/slab.h>
35 #include "compat.h"
36 #include "ctree.h"
37 #include "disk-io.h"
38 #include "transaction.h"
39 #include "btrfs_inode.h"
40 #include "volumes.h"
41 #include "ordered-data.h"
42 #include "compression.h"
43 #include "extent_io.h"
44 #include "extent_map.h"
45
46 struct compressed_bio {
47         /* number of bios pending for this compressed extent */
48         atomic_t pending_bios;
49
50         /* the pages with the compressed data on them */
51         struct page **compressed_pages;
52
53         /* inode that owns this data */
54         struct inode *inode;
55
56         /* starting offset in the inode for our pages */
57         u64 start;
58
59         /* number of bytes in the inode we're working on */
60         unsigned long len;
61
62         /* number of bytes on disk */
63         unsigned long compressed_len;
64
65         /* number of compressed pages in the array */
66         unsigned long nr_pages;
67
68         /* IO errors */
69         int errors;
70         int mirror_num;
71
72         /* for reads, this is the bio we are copying the data into */
73         struct bio *orig_bio;
74
75         /*
76          * the start of a variable length array of checksums only
77          * used by reads
78          */
79         u32 sums;
80 };
81
82 static inline int compressed_bio_size(struct btrfs_root *root,
83                                       unsigned long disk_size)
84 {
85         u16 csum_size = btrfs_super_csum_size(&root->fs_info->super_copy);
86         return sizeof(struct compressed_bio) +
87                 ((disk_size + root->sectorsize - 1) / root->sectorsize) *
88                 csum_size;
89 }
90
91 static struct bio *compressed_bio_alloc(struct block_device *bdev,
92                                         u64 first_byte, gfp_t gfp_flags)
93 {
94         struct bio *bio;
95         int nr_vecs;
96
97         nr_vecs = bio_get_nr_vecs(bdev);
98         bio = bio_alloc(gfp_flags, nr_vecs);
99
100         if (bio == NULL && (current->flags & PF_MEMALLOC)) {
101                 while (!bio && (nr_vecs /= 2))
102                         bio = bio_alloc(gfp_flags, nr_vecs);
103         }
104
105         if (bio) {
106                 bio->bi_size = 0;
107                 bio->bi_bdev = bdev;
108                 bio->bi_sector = first_byte >> 9;
109         }
110         return bio;
111 }
112
113 static int check_compressed_csum(struct inode *inode,
114                                  struct compressed_bio *cb,
115                                  u64 disk_start)
116 {
117         int ret;
118         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
119         struct page *page;
120         unsigned long i;
121         char *kaddr;
122         u32 csum;
123         u32 *cb_sum = &cb->sums;
124
125         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
126                 return 0;
127
128         for (i = 0; i < cb->nr_pages; i++) {
129                 page = cb->compressed_pages[i];
130                 csum = ~(u32)0;
131
132                 kaddr = kmap_atomic(page, KM_USER0);
133                 csum = btrfs_csum_data(root, kaddr, csum, PAGE_CACHE_SIZE);
134                 btrfs_csum_final(csum, (char *)&csum);
135                 kunmap_atomic(kaddr, KM_USER0);
136
137                 if (csum != *cb_sum) {
138                         printk(KERN_INFO "btrfs csum failed ino %lu "
139                                "extent %llu csum %u "
140                                "wanted %u mirror %d\n", inode->i_ino,
141                                (unsigned long long)disk_start,
142                                csum, *cb_sum, cb->mirror_num);
143                         ret = -EIO;
144                         goto fail;
145                 }
146                 cb_sum++;
147
148         }
149         ret = 0;
150 fail:
151         return ret;
152 }
153
154 /* when we finish reading compressed pages from the disk, we
155  * decompress them and then run the bio end_io routines on the
156  * decompressed pages (in the inode address space).
157  *
158  * This allows the checksumming and other IO error handling routines
159  * to work normally
160  *
161  * The compressed pages are freed here, and it must be run
162  * in process context
163  */
164 static void end_compressed_bio_read(struct bio *bio, int err)
165 {
166         struct compressed_bio *cb = bio->bi_private;
167         struct inode *inode;
168         struct page *page;
169         unsigned long index;
170         int ret;
171
172         if (err)
173                 cb->errors = 1;
174
175         /* if there are more bios still pending for this compressed
176          * extent, just exit
177          */
178         if (!atomic_dec_and_test(&cb->pending_bios))
179                 goto out;
180
181         inode = cb->inode;
182         ret = check_compressed_csum(inode, cb, (u64)bio->bi_sector << 9);
183         if (ret)
184                 goto csum_failed;
185
186         /* ok, we're the last bio for this extent, lets start
187          * the decompression.
188          */
189         ret = btrfs_zlib_decompress_biovec(cb->compressed_pages,
190                                         cb->start,
191                                         cb->orig_bio->bi_io_vec,
192                                         cb->orig_bio->bi_vcnt,
193                                         cb->compressed_len);
194 csum_failed:
195         if (ret)
196                 cb->errors = 1;
197
198         /* release the compressed pages */
199         index = 0;
200         for (index = 0; index < cb->nr_pages; index++) {
201                 page = cb->compressed_pages[index];
202                 page->mapping = NULL;
203                 page_cache_release(page);
204         }
205
206         /* do io completion on the original bio */
207         if (cb->errors) {
208                 bio_io_error(cb->orig_bio);
209         } else {
210                 int bio_index = 0;
211                 struct bio_vec *bvec = cb->orig_bio->bi_io_vec;
212
213                 /*
214                  * we have verified the checksum already, set page
215                  * checked so the end_io handlers know about it
216                  */
217                 while (bio_index < cb->orig_bio->bi_vcnt) {
218                         SetPageChecked(bvec->bv_page);
219                         bvec++;
220                         bio_index++;
221                 }
222                 bio_endio(cb->orig_bio, 0);
223         }
224
225         /* finally free the cb struct */
226         kfree(cb->compressed_pages);
227         kfree(cb);
228 out:
229         bio_put(bio);
230 }
231
232 /*
233  * Clear the writeback bits on all of the file
234  * pages for a compressed write
235  */
236 static noinline int end_compressed_writeback(struct inode *inode, u64 start,
237                                              unsigned long ram_size)
238 {
239         unsigned long index = start >> PAGE_CACHE_SHIFT;
240         unsigned long end_index = (start + ram_size - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
241         struct page *pages[16];
242         unsigned long nr_pages = end_index - index + 1;
243         int i;
244         int ret;
245
246         while (nr_pages > 0) {
247                 ret = find_get_pages_contig(inode->i_mapping, index,
248                                      min_t(unsigned long,
249                                      nr_pages, ARRAY_SIZE(pages)), pages);
250                 if (ret == 0) {
251                         nr_pages -= 1;
252                         index += 1;
253                         continue;
254                 }
255                 for (i = 0; i < ret; i++) {
256                         end_page_writeback(pages[i]);
257                         page_cache_release(pages[i]);
258                 }
259                 nr_pages -= ret;
260                 index += ret;
261         }
262         /* the inode may be gone now */
263         return 0;
264 }
265
266 /*
267  * do the cleanup once all the compressed pages hit the disk.
268  * This will clear writeback on the file pages and free the compressed
269  * pages.
270  *
271  * This also calls the writeback end hooks for the file pages so that
272  * metadata and checksums can be updated in the file.
273  */
274 static void end_compressed_bio_write(struct bio *bio, int err)
275 {
276         struct extent_io_tree *tree;
277         struct compressed_bio *cb = bio->bi_private;
278         struct inode *inode;
279         struct page *page;
280         unsigned long index;
281
282         if (err)
283                 cb->errors = 1;
284
285         /* if there are more bios still pending for this compressed
286          * extent, just exit
287          */
288         if (!atomic_dec_and_test(&cb->pending_bios))
289                 goto out;
290
291         /* ok, we're the last bio for this extent, step one is to
292          * call back into the FS and do all the end_io operations
293          */
294         inode = cb->inode;
295         tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
296         cb->compressed_pages[0]->mapping = cb->inode->i_mapping;
297         tree->ops->writepage_end_io_hook(cb->compressed_pages[0],
298                                          cb->start,
299                                          cb->start + cb->len - 1,
300                                          NULL, 1);
301         cb->compressed_pages[0]->mapping = NULL;
302
303         end_compressed_writeback(inode, cb->start, cb->len);
304         /* note, our inode could be gone now */
305
306         /*
307          * release the compressed pages, these came from alloc_page and
308          * are not attached to the inode at all
309          */
310         index = 0;
311         for (index = 0; index < cb->nr_pages; index++) {
312                 page = cb->compressed_pages[index];
313                 page->mapping = NULL;
314                 page_cache_release(page);
315         }
316
317         /* finally free the cb struct */
318         kfree(cb->compressed_pages);
319         kfree(cb);
320 out:
321         bio_put(bio);
322 }
323
324 /*
325  * worker function to build and submit bios for previously compressed pages.
326  * The corresponding pages in the inode should be marked for writeback
327  * and the compressed pages should have a reference on them for dropping
328  * when the IO is complete.
329  *
330  * This also checksums the file bytes and gets things ready for
331  * the end io hooks.
332  */
333 int btrfs_submit_compressed_write(struct inode *inode, u64 start,
334                                  unsigned long len, u64 disk_start,
335                                  unsigned long compressed_len,
336                                  struct page **compressed_pages,
337                                  unsigned long nr_pages)
338 {
339         struct bio *bio = NULL;
340         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
341         struct compressed_bio *cb;
342         unsigned long bytes_left;
343         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
344         int page_index = 0;
345         struct page *page;
346         u64 first_byte = disk_start;
347         struct block_device *bdev;
348         int ret;
349
350         WARN_ON(start & ((u64)PAGE_CACHE_SIZE - 1));
351         cb = kmalloc(compressed_bio_size(root, compressed_len), GFP_NOFS);
352         atomic_set(&cb->pending_bios, 0);
353         cb->errors = 0;
354         cb->inode = inode;
355         cb->start = start;
356         cb->len = len;
357         cb->mirror_num = 0;
358         cb->compressed_pages = compressed_pages;
359         cb->compressed_len = compressed_len;
360         cb->orig_bio = NULL;
361         cb->nr_pages = nr_pages;
362
363         bdev = BTRFS_I(inode)->root->fs_info->fs_devices->latest_bdev;
364
365         bio = compressed_bio_alloc(bdev, first_byte, GFP_NOFS);
366         bio->bi_private = cb;
367         bio->bi_end_io = end_compressed_bio_write;
368         atomic_inc(&cb->pending_bios);
369
370         /* create and submit bios for the compressed pages */
371         bytes_left = compressed_len;
372         for (page_index = 0; page_index < cb->nr_pages; page_index++) {
373                 page = compressed_pages[page_index];
374                 page->mapping = inode->i_mapping;
375                 if (bio->bi_size)
376                         ret = io_tree->ops->merge_bio_hook(page, 0,
377                                                            PAGE_CACHE_SIZE,
378                                                            bio, 0);
379                 else
380                         ret = 0;
381
382                 page->mapping = NULL;
383                 if (ret || bio_add_page(bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0) <
384                     PAGE_CACHE_SIZE) {
385                         bio_get(bio);
386
387                         /*
388                          * inc the count before we submit the bio so
389                          * we know the end IO handler won't happen before
390                          * we inc the count.  Otherwise, the cb might get
391                          * freed before we're done setting it up
392                          */
393                         atomic_inc(&cb->pending_bios);
394                         ret = btrfs_bio_wq_end_io(root->fs_info, bio, 0);
395                         BUG_ON(ret);
396
397                         ret = btrfs_csum_one_bio(root, inode, bio, start, 1);
398                         BUG_ON(ret);
399
400                         ret = btrfs_map_bio(root, WRITE, bio, 0, 1);
401                         BUG_ON(ret);
402
403                         bio_put(bio);
404
405                         bio = compressed_bio_alloc(bdev, first_byte, GFP_NOFS);
406                         bio->bi_private = cb;
407                         bio->bi_end_io = end_compressed_bio_write;
408                         bio_add_page(bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0);
409                 }
410                 if (bytes_left < PAGE_CACHE_SIZE) {
411                         printk("bytes left %lu compress len %lu nr %lu\n",
412                                bytes_left, cb->compressed_len, cb->nr_pages);
413                 }
414                 bytes_left -= PAGE_CACHE_SIZE;
415                 first_byte += PAGE_CACHE_SIZE;
416                 cond_resched();
417         }
418         bio_get(bio);
419
420         ret = btrfs_bio_wq_end_io(root->fs_info, bio, 0);
421         BUG_ON(ret);
422
423         ret = btrfs_csum_one_bio(root, inode, bio, start, 1);
424         BUG_ON(ret);
425
426         ret = btrfs_map_bio(root, WRITE, bio, 0, 1);
427         BUG_ON(ret);
428
429         bio_put(bio);
430         return 0;
431 }
432
433 static noinline int add_ra_bio_pages(struct inode *inode,
434                                      u64 compressed_end,
435                                      struct compressed_bio *cb)
436 {
437         unsigned long end_index;
438         unsigned long page_index;
439         u64 last_offset;
440         u64 isize = i_size_read(inode);
441         int ret;
442         struct page *page;
443         unsigned long nr_pages = 0;
444         struct extent_map *em;
445         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
446         struct extent_map_tree *em_tree;
447         struct extent_io_tree *tree;
448         u64 end;
449         int misses = 0;
450
451         page = cb->orig_bio->bi_io_vec[cb->orig_bio->bi_vcnt - 1].bv_page;
452         last_offset = (page_offset(page) + PAGE_CACHE_SIZE);
453         em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
454         tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
455
456         if (isize == 0)
457                 return 0;
458
459         end_index = (i_size_read(inode) - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
460
461         while (last_offset < compressed_end) {
462                 page_index = last_offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
463
464                 if (page_index > end_index)
465                         break;
466
467                 rcu_read_lock();
468                 page = radix_tree_lookup(&mapping->page_tree, page_index);
469                 rcu_read_unlock();
470                 if (page) {
471                         misses++;
472                         if (misses > 4)
473                                 break;
474                         goto next;
475                 }
476
477                 page = __page_cache_alloc(mapping_gfp_mask(mapping) &
478                                                                 ~__GFP_FS);
479                 if (!page)
480                         break;
481
482                 if (add_to_page_cache_lru(page, mapping, page_index,
483                                                                 GFP_NOFS)) {
484                         page_cache_release(page);
485                         goto next;
486                 }
487
488                 end = last_offset + PAGE_CACHE_SIZE - 1;
489                 /*
490                  * at this point, we have a locked page in the page cache
491                  * for these bytes in the file.  But, we have to make
492                  * sure they map to this compressed extent on disk.
493                  */
494                 set_page_extent_mapped(page);
495                 lock_extent(tree, last_offset, end, GFP_NOFS);
496                 read_lock(&em_tree->lock);
497                 em = lookup_extent_mapping(em_tree, last_offset,
498                                            PAGE_CACHE_SIZE);
499                 read_unlock(&em_tree->lock);
500
501                 if (!em || last_offset < em->start ||
502                     (last_offset + PAGE_CACHE_SIZE > extent_map_end(em)) ||
503                     (em->block_start >> 9) != cb->orig_bio->bi_sector) {
504                         free_extent_map(em);
505                         unlock_extent(tree, last_offset, end, GFP_NOFS);
506                         unlock_page(page);
507                         page_cache_release(page);
508                         break;
509                 }
510                 free_extent_map(em);
511
512                 if (page->index == end_index) {
513                         char *userpage;
514                         size_t zero_offset = isize & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
515
516                         if (zero_offset) {
517                                 int zeros;
518                                 zeros = PAGE_CACHE_SIZE - zero_offset;
519                                 userpage = kmap_atomic(page, KM_USER0);
520                                 memset(userpage + zero_offset, 0, zeros);
521                                 flush_dcache_page(page);
522                                 kunmap_atomic(userpage, KM_USER0);
523                         }
524                 }
525
526                 ret = bio_add_page(cb->orig_bio, page,
527                                    PAGE_CACHE_SIZE, 0);
528
529                 if (ret == PAGE_CACHE_SIZE) {
530                         nr_pages++;
531                         page_cache_release(page);
532                 } else {
533                         unlock_extent(tree, last_offset, end, GFP_NOFS);
534                         unlock_page(page);
535                         page_cache_release(page);
536                         break;
537                 }
538 next:
539                 last_offset += PAGE_CACHE_SIZE;
540         }
541         return 0;
542 }
543
544 /*
545  * for a compressed read, the bio we get passed has all the inode pages
546  * in it.  We don't actually do IO on those pages but allocate new ones
547  * to hold the compressed pages on disk.
548  *
549  * bio->bi_sector points to the compressed extent on disk
550  * bio->bi_io_vec points to all of the inode pages
551  * bio->bi_vcnt is a count of pages
552  *
553  * After the compressed pages are read, we copy the bytes into the
554  * bio we were passed and then call the bio end_io calls
555  */
556 int btrfs_submit_compressed_read(struct inode *inode, struct bio *bio,
557                                  int mirror_num, unsigned long bio_flags)
558 {
559         struct extent_io_tree *tree;
560         struct extent_map_tree *em_tree;
561         struct compressed_bio *cb;
562         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
563         unsigned long uncompressed_len = bio->bi_vcnt * PAGE_CACHE_SIZE;
564         unsigned long compressed_len;
565         unsigned long nr_pages;
566         unsigned long page_index;
567         struct page *page;
568         struct block_device *bdev;
569         struct bio *comp_bio;
570         u64 cur_disk_byte = (u64)bio->bi_sector << 9;
571         u64 em_len;
572         u64 em_start;
573         struct extent_map *em;
574         int ret;
575         u32 *sums;
576
577         tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
578         em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
579
580         /* we need the actual starting offset of this extent in the file */
581         read_lock(&em_tree->lock);
582         em = lookup_extent_mapping(em_tree,
583                                    page_offset(bio->bi_io_vec->bv_page),
584                                    PAGE_CACHE_SIZE);
585         read_unlock(&em_tree->lock);
586
587         compressed_len = em->block_len;
588         cb = kmalloc(compressed_bio_size(root, compressed_len), GFP_NOFS);
589         atomic_set(&cb->pending_bios, 0);
590         cb->errors = 0;
591         cb->inode = inode;
592         cb->mirror_num = mirror_num;
593         sums = &cb->sums;
594
595         cb->start = em->orig_start;
596         em_len = em->len;
597         em_start = em->start;
598
599         free_extent_map(em);
600         em = NULL;
601
602         cb->len = uncompressed_len;
603         cb->compressed_len = compressed_len;
604         cb->orig_bio = bio;
605
606         nr_pages = (compressed_len + PAGE_CACHE_SIZE - 1) /
607                                  PAGE_CACHE_SIZE;
608         cb->compressed_pages = kmalloc(sizeof(struct page *) * nr_pages,
609                                        GFP_NOFS);
610         bdev = BTRFS_I(inode)->root->fs_info->fs_devices->latest_bdev;
611
612         for (page_index = 0; page_index < nr_pages; page_index++) {
613                 cb->compressed_pages[page_index] = alloc_page(GFP_NOFS |
614                                                               __GFP_HIGHMEM);
615         }
616         cb->nr_pages = nr_pages;
617
618         add_ra_bio_pages(inode, em_start + em_len, cb);
619
620         /* include any pages we added in add_ra-bio_pages */
621         uncompressed_len = bio->bi_vcnt * PAGE_CACHE_SIZE;
622         cb->len = uncompressed_len;
623
624         comp_bio = compressed_bio_alloc(bdev, cur_disk_byte, GFP_NOFS);
625         comp_bio->bi_private = cb;
626         comp_bio->bi_end_io = end_compressed_bio_read;
627         atomic_inc(&cb->pending_bios);
628
629         for (page_index = 0; page_index < nr_pages; page_index++) {
630                 page = cb->compressed_pages[page_index];
631                 page->mapping = inode->i_mapping;
632                 page->index = em_start >> PAGE_CACHE_SHIFT;
633
634                 if (comp_bio->bi_size)
635                         ret = tree->ops->merge_bio_hook(page, 0,
636                                                         PAGE_CACHE_SIZE,
637                                                         comp_bio, 0);
638                 else
639                         ret = 0;
640
641                 page->mapping = NULL;
642                 if (ret || bio_add_page(comp_bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0) <
643                     PAGE_CACHE_SIZE) {
644                         bio_get(comp_bio);
645
646                         ret = btrfs_bio_wq_end_io(root->fs_info, comp_bio, 0);
647                         BUG_ON(ret);
648
649                         /*
650                          * inc the count before we submit the bio so
651                          * we know the end IO handler won't happen before
652                          * we inc the count.  Otherwise, the cb might get
653                          * freed before we're done setting it up
654                          */
655                         atomic_inc(&cb->pending_bios);
656
657                         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
658                                 btrfs_lookup_bio_sums(root, inode, comp_bio,
659                                                       sums);
660                         }
661                         sums += (comp_bio->bi_size + root->sectorsize - 1) /
662                                 root->sectorsize;
663
664                         ret = btrfs_map_bio(root, READ, comp_bio,
665                                             mirror_num, 0);
666                         BUG_ON(ret);
667
668                         bio_put(comp_bio);
669
670                         comp_bio = compressed_bio_alloc(bdev, cur_disk_byte,
671                                                         GFP_NOFS);
672                         comp_bio->bi_private = cb;
673                         comp_bio->bi_end_io = end_compressed_bio_read;
674
675                         bio_add_page(comp_bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0);
676                 }
677                 cur_disk_byte += PAGE_CACHE_SIZE;
678         }
679         bio_get(comp_bio);
680
681         ret = btrfs_bio_wq_end_io(root->fs_info, comp_bio, 0);
682         BUG_ON(ret);
683
684         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM))
685                 btrfs_lookup_bio_sums(root, inode, comp_bio, sums);
686
687         ret = btrfs_map_bio(root, READ, comp_bio, mirror_num, 0);
688         BUG_ON(ret);
689
690         bio_put(comp_bio);
691         return 0;
692 }