HAMMER - Massively improve performance
[dragonfly.git] / sys / vfs / hammer / hammer_io.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2007-2008 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  * 
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
6  * 
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *    the documentation and/or other materials provided with the
16  *    distribution.
17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *    from this software without specific, prior written permission.
20  * 
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  * 
34  * $DragonFly: src/sys/vfs/hammer/hammer_io.c,v 1.55 2008/09/15 17:02:49 dillon Exp $
35  */
36 /*
37  * IO Primitives and buffer cache management
38  *
39  * All major data-tracking structures in HAMMER contain a struct hammer_io
40  * which is used to manage their backing store.  We use filesystem buffers
41  * for backing store and we leave them passively associated with their
42  * HAMMER structures.
43  *
44  * If the kernel tries to destroy a passively associated buf which we cannot
45  * yet let go we set B_LOCKED in the buffer and then actively released it
46  * later when we can.
47  */
48
49 #include "hammer.h"
50 #include <sys/fcntl.h>
51 #include <sys/nlookup.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/buf2.h>
54
55 static void hammer_io_modify(hammer_io_t io, int count);
56 static void hammer_io_deallocate(struct buf *bp);
57 #if 0
58 static void hammer_io_direct_read_complete(struct bio *nbio);
59 #endif
60 static void hammer_io_direct_write_complete(struct bio *nbio);
61 static int hammer_io_direct_uncache_callback(hammer_inode_t ip, void *data);
62 static void hammer_io_set_modlist(struct hammer_io *io);
63 static void hammer_io_flush_mark(hammer_volume_t volume);
64
65
66 /*
67  * Initialize a new, already-zero'd hammer_io structure, or reinitialize
68  * an existing hammer_io structure which may have switched to another type.
69  */
70 void
71 hammer_io_init(hammer_io_t io, hammer_volume_t volume, enum hammer_io_type type)
72 {
73         io->volume = volume;
74         io->hmp = volume->io.hmp;
75         io->type = type;
76 }
77
78 /*
79  * Helper routine to disassociate a buffer cache buffer from an I/O
80  * structure.  The buffer is unlocked and marked appropriate for reclamation.
81  *
82  * The io may have 0 or 1 references depending on who called us.  The
83  * caller is responsible for dealing with the refs.
84  *
85  * This call can only be made when no action is required on the buffer.
86  *
87  * The caller must own the buffer and the IO must indicate that the
88  * structure no longer owns it (io.released != 0).
89  */
90 static void
91 hammer_io_disassociate(hammer_io_structure_t iou)
92 {
93         struct buf *bp = iou->io.bp;
94
95         KKASSERT(iou->io.released);
96         KKASSERT(iou->io.modified == 0);
97         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == (void *)iou);
98         buf_dep_init(bp);
99         iou->io.bp = NULL;
100
101         /*
102          * If the buffer was locked someone wanted to get rid of it.
103          */
104         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
105                 --hammer_count_io_locked;
106                 bp->b_flags &= ~B_LOCKED;
107         }
108         if (iou->io.reclaim) {
109                 bp->b_flags |= B_NOCACHE|B_RELBUF;
110                 iou->io.reclaim = 0;
111         }
112
113         switch(iou->io.type) {
114         case HAMMER_STRUCTURE_VOLUME:
115                 iou->volume.ondisk = NULL;
116                 break;
117         case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
118         case HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER:
119         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
120                 iou->buffer.ondisk = NULL;
121                 break;
122         }
123 }
124
125 /*
126  * Wait for any physical IO to complete
127  *
128  * XXX we aren't interlocked against a spinlock or anything so there
129  *     is a small window in the interlock / io->running == 0 test.
130  */
131 void
132 hammer_io_wait(hammer_io_t io)
133 {
134         if (io->running) {
135                 for (;;) {
136                         io->waiting = 1;
137                         tsleep_interlock(io, 0);
138                         if (io->running == 0)
139                                 break;
140                         tsleep(io, PINTERLOCKED, "hmrflw", hz);
141                         if (io->running == 0)
142                                 break;
143                 }
144         }
145 }
146
147 /*
148  * Wait for all hammer_io-initated write I/O's to complete.  This is not
149  * supposed to count direct I/O's but some can leak through (for
150  * non-full-sized direct I/Os).
151  */
152 void
153 hammer_io_wait_all(hammer_mount_t hmp, const char *ident)
154 {
155         hammer_io_flush_sync(hmp);
156         crit_enter();
157         while (hmp->io_running_space)
158                 tsleep(&hmp->io_running_space, 0, ident, 0);
159         crit_exit();
160 }
161
162 #define HAMMER_MAXRA    4
163
164 /*
165  * Load bp for a HAMMER structure.  The io must be exclusively locked by
166  * the caller.
167  *
168  * This routine is mostly used on meta-data and small-data blocks.  Generally
169  * speaking HAMMER assumes some locality of reference and will cluster 
170  * a 64K read.
171  *
172  * Note that clustering occurs at the device layer, not the logical layer.
173  * If the buffers do not apply to the current operation they may apply to
174  * some other.
175  */
176 int
177 hammer_io_read(struct vnode *devvp, struct hammer_io *io, hammer_off_t limit)
178 {
179         struct buf *bp;
180         int   error;
181
182         if ((bp = io->bp) == NULL) {
183                 hammer_count_io_running_read += io->bytes;
184                 if (hammer_cluster_enable) {
185                         error = cluster_read(devvp, limit,
186                                              io->offset, io->bytes,
187                                              HAMMER_CLUSTER_SIZE,
188                                              HAMMER_CLUSTER_BUFS, &io->bp);
189                 } else {
190                         error = bread(devvp, io->offset, io->bytes, &io->bp);
191                 }
192                 hammer_stats_disk_read += io->bytes;
193                 hammer_count_io_running_read -= io->bytes;
194
195                 /*
196                  * The code generally assumes b_ops/b_dep has been set-up,
197                  * even if we error out here.
198                  */
199                 bp = io->bp;
200                 bp->b_ops = &hammer_bioops;
201                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
202                 LIST_INSERT_HEAD(&bp->b_dep, &io->worklist, node);
203                 BUF_KERNPROC(bp);
204                 KKASSERT(io->modified == 0);
205                 KKASSERT(io->running == 0);
206                 KKASSERT(io->waiting == 0);
207                 io->released = 0;       /* we hold an active lock on bp */
208         } else {
209                 error = 0;
210         }
211         return(error);
212 }
213
214 /*
215  * Similar to hammer_io_read() but returns a zero'd out buffer instead.
216  * Must be called with the IO exclusively locked.
217  *
218  * vfs_bio_clrbuf() is kinda nasty, enforce serialization against background
219  * I/O by forcing the buffer to not be in a released state before calling
220  * it.
221  *
222  * This function will also mark the IO as modified but it will not
223  * increment the modify_refs count.
224  */
225 int
226 hammer_io_new(struct vnode *devvp, struct hammer_io *io)
227 {
228         struct buf *bp;
229
230         if ((bp = io->bp) == NULL) {
231                 io->bp = getblk(devvp, io->offset, io->bytes, 0, 0);
232                 bp = io->bp;
233                 bp->b_ops = &hammer_bioops;
234                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
235                 LIST_INSERT_HEAD(&bp->b_dep, &io->worklist, node);
236                 io->released = 0;
237                 KKASSERT(io->running == 0);
238                 io->waiting = 0;
239                 BUF_KERNPROC(bp);
240         } else {
241                 if (io->released) {
242                         regetblk(bp);
243                         BUF_KERNPROC(bp);
244                         io->released = 0;
245                 }
246         }
247         hammer_io_modify(io, 0);
248         vfs_bio_clrbuf(bp);
249         return(0);
250 }
251
252 /*
253  * Remove potential device level aliases against buffers managed by high level
254  * vnodes.  Aliases can also be created due to mixed buffer sizes or via
255  * direct access to the backing store device.
256  *
257  * This is nasty because the buffers are also VMIO-backed.  Even if a buffer
258  * does not exist its backing VM pages might, and we have to invalidate
259  * those as well or a getblk() will reinstate them.
260  *
261  * Buffer cache buffers associated with hammer_buffers cannot be
262  * invalidated.
263  */
264 int
265 hammer_io_inval(hammer_volume_t volume, hammer_off_t zone2_offset)
266 {
267         hammer_io_structure_t iou;
268         hammer_off_t phys_offset;
269         struct buf *bp;
270         int error;
271
272         phys_offset = volume->ondisk->vol_buf_beg +
273                       (zone2_offset & HAMMER_OFF_SHORT_MASK);
274         crit_enter();
275         if ((bp = findblk(volume->devvp, phys_offset, FINDBLK_TEST)) != NULL)
276                 bp = getblk(volume->devvp, phys_offset, bp->b_bufsize, 0, 0);
277         else
278                 bp = getblk(volume->devvp, phys_offset, HAMMER_BUFSIZE, 0, 0);
279         if ((iou = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
280 #if 0
281                 hammer_ref(&iou->io.lock);
282                 hammer_io_clear_modify(&iou->io, 1);
283                 bundirty(bp);
284                 iou->io.released = 0;
285                 BUF_KERNPROC(bp);
286                 iou->io.reclaim = 1;
287                 iou->io.waitdep = 1;
288                 KKASSERT(iou->io.lock.refs == 1);
289                 hammer_rel_buffer(&iou->buffer, 0);
290                 /*hammer_io_deallocate(bp);*/
291 #endif
292                 bqrelse(bp);
293                 error = EAGAIN;
294         } else {
295                 KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0);
296                 bundirty(bp);
297                 bp->b_flags |= B_NOCACHE|B_RELBUF;
298                 brelse(bp);
299                 error = 0;
300         }
301         crit_exit();
302         return(error);
303 }
304
305 /*
306  * This routine is called on the last reference to a hammer structure.
307  * The io is usually interlocked with io.loading and io.refs must be 1.
308  *
309  * This routine may return a non-NULL bp to the caller for dispoal.  Disposal
310  * simply means the caller finishes decrementing the ref-count on the 
311  * IO structure then brelse()'s the bp.  The bp may or may not still be
312  * passively associated with the IO.
313  * 
314  * The only requirement here is that modified meta-data and volume-header
315  * buffer may NOT be disassociated from the IO structure, and consequently
316  * we also leave such buffers actively associated with the IO if they already
317  * are (since the kernel can't do anything with them anyway).  Only the
318  * flusher is allowed to write such buffers out.  Modified pure-data and
319  * undo buffers are returned to the kernel but left passively associated
320  * so we can track when the kernel writes the bp out.
321  */
322 struct buf *
323 hammer_io_release(struct hammer_io *io, int flush)
324 {
325         union hammer_io_structure *iou = (void *)io;
326         struct buf *bp;
327
328         if ((bp = io->bp) == NULL)
329                 return(NULL);
330
331         /*
332          * Try to flush a dirty IO to disk if asked to by the
333          * caller or if the kernel tried to flush the buffer in the past.
334          *
335          * Kernel-initiated flushes are only allowed for pure-data buffers.
336          * meta-data and volume buffers can only be flushed explicitly
337          * by HAMMER.
338          */
339         if (io->modified) {
340                 if (flush) {
341                         hammer_io_flush(io, 0);
342                 } else if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
343                         switch(io->type) {
344                         case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
345                                 hammer_io_flush(io, 0);
346                                 break;
347                         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
348                                 hammer_io_flush(io, hammer_undo_reclaim(io));
349                                 break;
350                         default:
351                                 break;
352                         }
353                 } /* else no explicit request to flush the buffer */
354         }
355
356         /*
357          * Wait for the IO to complete if asked to.  This occurs when
358          * the buffer must be disposed of definitively during an umount
359          * or buffer invalidation.
360          */
361         if (io->waitdep && io->running) {
362                 hammer_io_wait(io);
363         }
364
365         /*
366          * Return control of the buffer to the kernel (with the provisio
367          * that our bioops can override kernel decisions with regards to
368          * the buffer).
369          */
370         if ((flush || io->reclaim) && io->modified == 0 && io->running == 0) {
371                 /*
372                  * Always disassociate the bp if an explicit flush
373                  * was requested and the IO completed with no error
374                  * (so unmount can really clean up the structure).
375                  */
376                 if (io->released) {
377                         regetblk(bp);
378                         BUF_KERNPROC(bp);
379                 } else {
380                         io->released = 1;
381                 }
382                 hammer_io_disassociate((hammer_io_structure_t)io);
383                 /* return the bp */
384         } else if (io->modified) {
385                 /*
386                  * Only certain IO types can be released to the kernel if
387                  * the buffer has been modified.
388                  *
389                  * volume and meta-data IO types may only be explicitly
390                  * flushed by HAMMER.
391                  */
392                 switch(io->type) {
393                 case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
394                 case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
395                         if (io->released == 0) {
396                                 io->released = 1;
397                                 bdwrite(bp);
398                         }
399                         break;
400                 default:
401                         break;
402                 }
403                 bp = NULL;      /* bp left associated */
404         } else if (io->released == 0) {
405                 /*
406                  * Clean buffers can be generally released to the kernel.
407                  * We leave the bp passively associated with the HAMMER
408                  * structure and use bioops to disconnect it later on
409                  * if the kernel wants to discard the buffer.
410                  *
411                  * We can steal the structure's ownership of the bp.
412                  */
413                 io->released = 1;
414                 if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
415                         hammer_io_disassociate(iou);
416                         /* return the bp */
417                 } else {
418                         if (io->reclaim) {
419                                 hammer_io_disassociate(iou);
420                                 /* return the bp */
421                         } else {
422                                 /* return the bp (bp passively associated) */
423                         }
424                 }
425         } else {
426                 /*
427                  * A released buffer is passively associate with our
428                  * hammer_io structure.  The kernel cannot destroy it
429                  * without making a bioops call.  If the kernel (B_LOCKED)
430                  * or we (reclaim) requested that the buffer be destroyed
431                  * we destroy it, otherwise we do a quick get/release to
432                  * reset its position in the kernel's LRU list.
433                  *
434                  * Leaving the buffer passively associated allows us to
435                  * use the kernel's LRU buffer flushing mechanisms rather
436                  * then rolling our own.
437                  *
438                  * XXX there are two ways of doing this.  We can re-acquire
439                  * and passively release to reset the LRU, or not.
440                  */
441                 if (io->running == 0) {
442                         regetblk(bp);
443                         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) || io->reclaim) {
444                                 hammer_io_disassociate(iou);
445                                 /* return the bp */
446                         } else {
447                                 /* return the bp (bp passively associated) */
448                         }
449                 } else {
450                         /*
451                          * bp is left passively associated but we do not
452                          * try to reacquire it.  Interactions with the io
453                          * structure will occur on completion of the bp's
454                          * I/O.
455                          */
456                         bp = NULL;
457                 }
458         }
459         return(bp);
460 }
461
462 /*
463  * This routine is called with a locked IO when a flush is desired and
464  * no other references to the structure exists other then ours.  This
465  * routine is ONLY called when HAMMER believes it is safe to flush a
466  * potentially modified buffer out.
467  */
468 void
469 hammer_io_flush(struct hammer_io *io, int reclaim)
470 {
471         struct buf *bp;
472
473         /*
474          * Degenerate case - nothing to flush if nothing is dirty.
475          */
476         if (io->modified == 0) {
477                 return;
478         }
479
480         KKASSERT(io->bp);
481         KKASSERT(io->modify_refs <= 0);
482
483         /*
484          * Acquire ownership of the bp, particularly before we clear our
485          * modified flag.
486          *
487          * We are going to bawrite() this bp.  Don't leave a window where
488          * io->released is set, we actually own the bp rather then our
489          * buffer.
490          */
491         bp = io->bp;
492         if (io->released) {
493                 regetblk(bp);
494                 /* BUF_KERNPROC(io->bp); */
495                 /* io->released = 0; */
496                 KKASSERT(io->released);
497                 KKASSERT(io->bp == bp);
498         }
499         io->released = 1;
500
501         if (reclaim) {
502                 io->reclaim = 1;
503                 if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0) {
504                         bp->b_flags |= B_LOCKED;
505                         ++hammer_count_io_locked;
506                 }
507         }
508
509         /*
510          * Acquire exclusive access to the bp and then clear the modified
511          * state of the buffer prior to issuing I/O to interlock any
512          * modifications made while the I/O is in progress.  This shouldn't
513          * happen anyway but losing data would be worse.  The modified bit
514          * will be rechecked after the IO completes.
515          *
516          * NOTE: This call also finalizes the buffer's content (inval == 0).
517          *
518          * This is only legal when lock.refs == 1 (otherwise we might clear
519          * the modified bit while there are still users of the cluster
520          * modifying the data).
521          *
522          * Do this before potentially blocking so any attempt to modify the
523          * ondisk while we are blocked blocks waiting for us.
524          */
525         hammer_ref(&io->lock);
526         hammer_io_clear_modify(io, 0);
527         hammer_unref(&io->lock);
528
529         /*
530          * Transfer ownership to the kernel and initiate I/O.
531          */
532         io->running = 1;
533         io->hmp->io_running_space += io->bytes;
534         hammer_count_io_running_write += io->bytes;
535         bawrite(bp);
536         hammer_io_flush_mark(io->volume);
537 }
538
539 /************************************************************************
540  *                              BUFFER DIRTYING                         *
541  ************************************************************************
542  *
543  * These routines deal with dependancies created when IO buffers get
544  * modified.  The caller must call hammer_modify_*() on a referenced
545  * HAMMER structure prior to modifying its on-disk data.
546  *
547  * Any intent to modify an IO buffer acquires the related bp and imposes
548  * various write ordering dependancies.
549  */
550
551 /*
552  * Mark a HAMMER structure as undergoing modification.  Meta-data buffers
553  * are locked until the flusher can deal with them, pure data buffers
554  * can be written out.
555  */
556 static
557 void
558 hammer_io_modify(hammer_io_t io, int count)
559 {
560         /*
561          * io->modify_refs must be >= 0
562          */
563         while (io->modify_refs < 0) {
564                 io->waitmod = 1;
565                 tsleep(io, 0, "hmrmod", 0);
566         }
567
568         /*
569          * Shortcut if nothing to do.
570          */
571         KKASSERT(io->lock.refs != 0 && io->bp != NULL);
572         io->modify_refs += count;
573         if (io->modified && io->released == 0)
574                 return;
575
576         hammer_lock_ex(&io->lock);
577         if (io->modified == 0) {
578                 hammer_io_set_modlist(io);
579                 io->modified = 1;
580         }
581         if (io->released) {
582                 regetblk(io->bp);
583                 BUF_KERNPROC(io->bp);
584                 io->released = 0;
585                 KKASSERT(io->modified != 0);
586         }
587         hammer_unlock(&io->lock);
588 }
589
590 static __inline
591 void
592 hammer_io_modify_done(hammer_io_t io)
593 {
594         KKASSERT(io->modify_refs > 0);
595         --io->modify_refs;
596         if (io->modify_refs == 0 && io->waitmod) {
597                 io->waitmod = 0;
598                 wakeup(io);
599         }
600 }
601
602 void
603 hammer_io_write_interlock(hammer_io_t io)
604 {
605         while (io->modify_refs != 0) {
606                 io->waitmod = 1;
607                 tsleep(io, 0, "hmrmod", 0);
608         }
609         io->modify_refs = -1;
610 }
611
612 void
613 hammer_io_done_interlock(hammer_io_t io)
614 {
615         KKASSERT(io->modify_refs == -1);
616         io->modify_refs = 0;
617         if (io->waitmod) {
618                 io->waitmod = 0;
619                 wakeup(io);
620         }
621 }
622
623 /*
624  * Caller intends to modify a volume's ondisk structure.
625  *
626  * This is only allowed if we are the flusher or we have a ref on the
627  * sync_lock.
628  */
629 void
630 hammer_modify_volume(hammer_transaction_t trans, hammer_volume_t volume,
631                      void *base, int len)
632 {
633         KKASSERT (trans == NULL || trans->sync_lock_refs > 0);
634
635         hammer_io_modify(&volume->io, 1);
636         if (len) {
637                 intptr_t rel_offset = (intptr_t)base - (intptr_t)volume->ondisk;
638                 KKASSERT((rel_offset & ~(intptr_t)HAMMER_BUFMASK) == 0);
639                 hammer_generate_undo(trans, &volume->io,
640                          HAMMER_ENCODE_RAW_VOLUME(volume->vol_no, rel_offset),
641                          base, len);
642         }
643 }
644
645 /*
646  * Caller intends to modify a buffer's ondisk structure.
647  *
648  * This is only allowed if we are the flusher or we have a ref on the
649  * sync_lock.
650  */
651 void
652 hammer_modify_buffer(hammer_transaction_t trans, hammer_buffer_t buffer,
653                      void *base, int len)
654 {
655         KKASSERT (trans == NULL || trans->sync_lock_refs > 0);
656
657         hammer_io_modify(&buffer->io, 1);
658         if (len) {
659                 intptr_t rel_offset = (intptr_t)base - (intptr_t)buffer->ondisk;
660                 KKASSERT((rel_offset & ~(intptr_t)HAMMER_BUFMASK) == 0);
661                 hammer_generate_undo(trans, &buffer->io,
662                                      buffer->zone2_offset + rel_offset,
663                                      base, len);
664         }
665 }
666
667 void
668 hammer_modify_volume_done(hammer_volume_t volume)
669 {
670         hammer_io_modify_done(&volume->io);
671 }
672
673 void
674 hammer_modify_buffer_done(hammer_buffer_t buffer)
675 {
676         hammer_io_modify_done(&buffer->io);
677 }
678
679 /*
680  * Mark an entity as not being dirty any more and finalize any
681  * delayed adjustments to the buffer.
682  *
683  * Delayed adjustments are an important performance enhancement, allowing
684  * us to avoid recalculating B-Tree node CRCs over and over again when
685  * making bulk-modifications to the B-Tree.
686  *
687  * If inval is non-zero delayed adjustments are ignored.
688  *
689  * This routine may dereference related btree nodes and cause the
690  * buffer to be dereferenced.  The caller must own a reference on io.
691  */
692 void
693 hammer_io_clear_modify(struct hammer_io *io, int inval)
694 {
695         if (io->modified == 0)
696                 return;
697
698         /*
699          * Take us off the mod-list and clear the modified bit.
700          */
701         KKASSERT(io->mod_list != NULL);
702         if (io->mod_list == &io->hmp->volu_list ||
703             io->mod_list == &io->hmp->meta_list) {
704                 io->hmp->locked_dirty_space -= io->bytes;
705                 hammer_count_dirtybufspace -= io->bytes;
706         }
707         TAILQ_REMOVE(io->mod_list, io, mod_entry);
708         io->mod_list = NULL;
709         io->modified = 0;
710
711         /*
712          * If this bit is not set there are no delayed adjustments.
713          */
714         if (io->gencrc == 0)
715                 return;
716         io->gencrc = 0;
717
718         /*
719          * Finalize requested CRCs.  The NEEDSCRC flag also holds a reference
720          * on the node (& underlying buffer).  Release the node after clearing
721          * the flag.
722          */
723         if (io->type == HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER) {
724                 hammer_buffer_t buffer = (void *)io;
725                 hammer_node_t node;
726
727 restart:
728                 TAILQ_FOREACH(node, &buffer->clist, entry) {
729                         if ((node->flags & HAMMER_NODE_NEEDSCRC) == 0)
730                                 continue;
731                         node->flags &= ~HAMMER_NODE_NEEDSCRC;
732                         KKASSERT(node->ondisk);
733                         if (inval == 0)
734                                 node->ondisk->crc = crc32(&node->ondisk->crc + 1, HAMMER_BTREE_CRCSIZE);
735                         hammer_rel_node(node);
736                         goto restart;
737                 }
738         }
739         /* caller must still have ref on io */
740         KKASSERT(io->lock.refs > 0);
741 }
742
743 /*
744  * Clear the IO's modify list.  Even though the IO is no longer modified
745  * it may still be on the lose_list.  This routine is called just before
746  * the governing hammer_buffer is destroyed.
747  */
748 void
749 hammer_io_clear_modlist(struct hammer_io *io)
750 {
751         KKASSERT(io->modified == 0);
752         if (io->mod_list) {
753                 crit_enter();   /* biodone race against list */
754                 KKASSERT(io->mod_list == &io->hmp->lose_list);
755                 TAILQ_REMOVE(io->mod_list, io, mod_entry);
756                 io->mod_list = NULL;
757                 crit_exit();
758         }
759 }
760
761 static void
762 hammer_io_set_modlist(struct hammer_io *io)
763 {
764         struct hammer_mount *hmp = io->hmp;
765
766         KKASSERT(io->mod_list == NULL);
767
768         switch(io->type) {
769         case HAMMER_STRUCTURE_VOLUME:
770                 io->mod_list = &hmp->volu_list;
771                 hmp->locked_dirty_space += io->bytes;
772                 hammer_count_dirtybufspace += io->bytes;
773                 break;
774         case HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER:
775                 io->mod_list = &hmp->meta_list;
776                 hmp->locked_dirty_space += io->bytes;
777                 hammer_count_dirtybufspace += io->bytes;
778                 break;
779         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
780                 io->mod_list = &hmp->undo_list;
781                 break;
782         case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
783                 io->mod_list = &hmp->data_list;
784                 break;
785         }
786         TAILQ_INSERT_TAIL(io->mod_list, io, mod_entry);
787 }
788
789 /************************************************************************
790  *                              HAMMER_BIOOPS                           *
791  ************************************************************************
792  *
793  */
794
795 /*
796  * Pre-IO initiation kernel callback - cluster build only
797  */
798 static void
799 hammer_io_start(struct buf *bp)
800 {
801 }
802
803 /*
804  * Post-IO completion kernel callback - MAY BE CALLED FROM INTERRUPT!
805  *
806  * NOTE: HAMMER may modify a buffer after initiating I/O.  The modified bit
807  * may also be set if we were marking a cluster header open.  Only remove
808  * our dependancy if the modified bit is clear.
809  */
810 static void
811 hammer_io_complete(struct buf *bp)
812 {
813         union hammer_io_structure *iou = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep);
814
815         KKASSERT(iou->io.released == 1);
816
817         /*
818          * Deal with people waiting for I/O to drain
819          */
820         if (iou->io.running) {
821                 /*
822                  * Deal with critical write errors.  Once a critical error
823                  * has been flagged in hmp the UNDO FIFO will not be updated.
824                  * That way crash recover will give us a consistent
825                  * filesystem.
826                  *
827                  * Because of this we can throw away failed UNDO buffers.  If
828                  * we throw away META or DATA buffers we risk corrupting
829                  * the now read-only version of the filesystem visible to
830                  * the user.  Clear B_ERROR so the buffer is not re-dirtied
831                  * by the kernel and ref the io so it doesn't get thrown
832                  * away.
833                  */
834                 if (bp->b_flags & B_ERROR) {
835                         hammer_critical_error(iou->io.hmp, NULL, bp->b_error,
836                                               "while flushing meta-data");
837                         switch(iou->io.type) {
838                         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
839                                 break;
840                         default:
841                                 if (iou->io.ioerror == 0) {
842                                         iou->io.ioerror = 1;
843                                         if (iou->io.lock.refs == 0)
844                                                 ++hammer_count_refedbufs;
845                                         hammer_ref(&iou->io.lock);
846                                 }
847                                 break;
848                         }
849                         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
850                         bundirty(bp);
851 #if 0
852                         hammer_io_set_modlist(&iou->io);
853                         iou->io.modified = 1;
854 #endif
855                 }
856                 hammer_stats_disk_write += iou->io.bytes;
857                 hammer_count_io_running_write -= iou->io.bytes;
858                 iou->io.hmp->io_running_space -= iou->io.bytes;
859                 if (iou->io.hmp->io_running_space == 0)
860                         wakeup(&iou->io.hmp->io_running_space);
861                 KKASSERT(iou->io.hmp->io_running_space >= 0);
862                 iou->io.running = 0;
863         } else {
864                 hammer_stats_disk_read += iou->io.bytes;
865         }
866
867         if (iou->io.waiting) {
868                 iou->io.waiting = 0;
869                 wakeup(iou);
870         }
871
872         /*
873          * If B_LOCKED is set someone wanted to deallocate the bp at some
874          * point, do it now if refs has become zero.
875          */
876         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) && iou->io.lock.refs == 0) {
877                 KKASSERT(iou->io.modified == 0);
878                 --hammer_count_io_locked;
879                 bp->b_flags &= ~B_LOCKED;
880                 hammer_io_deallocate(bp);
881                 /* structure may be dead now */
882         }
883 }
884
885 /*
886  * Callback from kernel when it wishes to deallocate a passively
887  * associated structure.  This mostly occurs with clean buffers
888  * but it may be possible for a holding structure to be marked dirty
889  * while its buffer is passively associated.  The caller owns the bp.
890  *
891  * If we cannot disassociate we set B_LOCKED to prevent the buffer
892  * from getting reused.
893  *
894  * WARNING: Because this can be called directly by getnewbuf we cannot
895  * recurse into the tree.  If a bp cannot be immediately disassociated
896  * our only recourse is to set B_LOCKED.
897  *
898  * WARNING: This may be called from an interrupt via hammer_io_complete()
899  */
900 static void
901 hammer_io_deallocate(struct buf *bp)
902 {
903         hammer_io_structure_t iou = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep);
904
905         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 && iou->io.running == 0);
906         if (iou->io.lock.refs > 0 || iou->io.modified) {
907                 /*
908                  * It is not legal to disassociate a modified buffer.  This
909                  * case really shouldn't ever occur.
910                  */
911                 bp->b_flags |= B_LOCKED;
912                 ++hammer_count_io_locked;
913         } else {
914                 /*
915                  * Disassociate the BP.  If the io has no refs left we
916                  * have to add it to the loose list.
917                  */
918                 hammer_io_disassociate(iou);
919                 if (iou->io.type != HAMMER_STRUCTURE_VOLUME) {
920                         KKASSERT(iou->io.bp == NULL);
921                         KKASSERT(iou->io.mod_list == NULL);
922                         crit_enter();   /* biodone race against list */
923                         iou->io.mod_list = &iou->io.hmp->lose_list;
924                         TAILQ_INSERT_TAIL(iou->io.mod_list, &iou->io, mod_entry);
925                         crit_exit();
926                 }
927         }
928 }
929
930 static int
931 hammer_io_fsync(struct vnode *vp)
932 {
933         return(0);
934 }
935
936 /*
937  * NOTE: will not be called unless we tell the kernel about the
938  * bioops.  Unused... we use the mount's VFS_SYNC instead.
939  */
940 static int
941 hammer_io_sync(struct mount *mp)
942 {
943         return(0);
944 }
945
946 static void
947 hammer_io_movedeps(struct buf *bp1, struct buf *bp2)
948 {
949 }
950
951 /*
952  * I/O pre-check for reading and writing.  HAMMER only uses this for
953  * B_CACHE buffers so checkread just shouldn't happen, but if it does
954  * allow it.
955  *
956  * Writing is a different case.  We don't want the kernel to try to write
957  * out a buffer that HAMMER may be modifying passively or which has a
958  * dependancy.  In addition, kernel-demanded writes can only proceed for
959  * certain types of buffers (i.e. UNDO and DATA types).  Other dirty
960  * buffer types can only be explicitly written by the flusher.
961  *
962  * checkwrite will only be called for bdwrite()n buffers.  If we return
963  * success the kernel is guaranteed to initiate the buffer write.
964  */
965 static int
966 hammer_io_checkread(struct buf *bp)
967 {
968         return(0);
969 }
970
971 static int
972 hammer_io_checkwrite(struct buf *bp)
973 {
974         hammer_io_t io = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep);
975
976         /*
977          * This shouldn't happen under normal operation.
978          */
979         if (io->type == HAMMER_STRUCTURE_VOLUME ||
980             io->type == HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER) {
981                 if (!panicstr)
982                         panic("hammer_io_checkwrite: illegal buffer");
983                 if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0) {
984                         bp->b_flags |= B_LOCKED;
985                         ++hammer_count_io_locked;
986                 }
987                 return(1);
988         }
989
990         /*
991          * We can only clear the modified bit if the IO is not currently
992          * undergoing modification.  Otherwise we may miss changes.
993          *
994          * Only data and undo buffers can reach here.  These buffers do
995          * not have terminal crc functions but we temporarily reference
996          * the IO anyway, just in case.
997          */
998         if (io->modify_refs == 0 && io->modified) {
999                 hammer_ref(&io->lock);
1000                 hammer_io_clear_modify(io, 0);
1001                 hammer_unref(&io->lock);
1002         } else if (io->modified) {
1003                 KKASSERT(io->type == HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER);
1004         }
1005
1006         /*
1007          * The kernel is going to start the IO, set io->running.
1008          */
1009         KKASSERT(io->running == 0);
1010         io->running = 1;
1011         io->hmp->io_running_space += io->bytes;
1012         hammer_count_io_running_write += io->bytes;
1013         return(0);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Return non-zero if we wish to delay the kernel's attempt to flush
1018  * this buffer to disk.
1019  */
1020 static int
1021 hammer_io_countdeps(struct buf *bp, int n)
1022 {
1023         return(0);
1024 }
1025
1026 struct bio_ops hammer_bioops = {
1027         .io_start       = hammer_io_start,
1028         .io_complete    = hammer_io_complete,
1029         .io_deallocate  = hammer_io_deallocate,
1030         .io_fsync       = hammer_io_fsync,
1031         .io_sync        = hammer_io_sync,
1032         .io_movedeps    = hammer_io_movedeps,
1033         .io_countdeps   = hammer_io_countdeps,
1034         .io_checkread   = hammer_io_checkread,
1035         .io_checkwrite  = hammer_io_checkwrite,
1036 };
1037
1038 /************************************************************************
1039  *                              DIRECT IO OPS                           *
1040  ************************************************************************
1041  *
1042  * These functions operate directly on the buffer cache buffer associated
1043  * with a front-end vnode rather then a back-end device vnode.
1044  */
1045
1046 /*
1047  * Read a buffer associated with a front-end vnode directly from the
1048  * disk media.  The bio may be issued asynchronously.  If leaf is non-NULL
1049  * we validate the CRC.
1050  *
1051  * We must check for the presence of a HAMMER buffer to handle the case
1052  * where the reblocker has rewritten the data (which it does via the HAMMER
1053  * buffer system, not via the high-level vnode buffer cache), but not yet
1054  * committed the buffer to the media. 
1055  */
1056 int
1057 hammer_io_direct_read(hammer_mount_t hmp, struct bio *bio,
1058                       hammer_btree_leaf_elm_t leaf)
1059 {
1060         hammer_off_t buf_offset;
1061         hammer_off_t zone2_offset;
1062         hammer_volume_t volume;
1063         struct buf *bp;
1064         struct bio *nbio;
1065         int vol_no;
1066         int error;
1067
1068         buf_offset = bio->bio_offset;
1069         KKASSERT((buf_offset & HAMMER_OFF_ZONE_MASK) ==
1070                  HAMMER_ZONE_LARGE_DATA);
1071
1072         /*
1073          * The buffer cache may have an aliased buffer (the reblocker can
1074          * write them).  If it does we have to sync any dirty data before
1075          * we can build our direct-read.  This is a non-critical code path.
1076          */
1077         bp = bio->bio_buf;
1078         hammer_sync_buffers(hmp, buf_offset, bp->b_bufsize);
1079
1080         /*
1081          * Resolve to a zone-2 offset.  The conversion just requires
1082          * munging the top 4 bits but we want to abstract it anyway
1083          * so the blockmap code can verify the zone assignment.
1084          */
1085         zone2_offset = hammer_blockmap_lookup(hmp, buf_offset, &error);
1086         if (error)
1087                 goto done;
1088         KKASSERT((zone2_offset & HAMMER_OFF_ZONE_MASK) ==
1089                  HAMMER_ZONE_RAW_BUFFER);
1090
1091         /*
1092          * Resolve volume and raw-offset for 3rd level bio.  The
1093          * offset will be specific to the volume.
1094          */
1095         vol_no = HAMMER_VOL_DECODE(zone2_offset);
1096         volume = hammer_get_volume(hmp, vol_no, &error);
1097         if (error == 0 && zone2_offset >= volume->maxbuf_off)
1098                 error = EIO;
1099
1100         if (error == 0) {
1101                 /*
1102                  * 3rd level bio
1103                  */
1104                 nbio = push_bio(bio);
1105                 nbio->bio_offset = volume->ondisk->vol_buf_beg +
1106                                    (zone2_offset & HAMMER_OFF_SHORT_MASK);
1107 #if 0
1108                 /*
1109                  * XXX disabled - our CRC check doesn't work if the OS
1110                  * does bogus_page replacement on the direct-read.
1111                  */
1112                 if (leaf && hammer_verify_data) {
1113                         nbio->bio_done = hammer_io_direct_read_complete;
1114                         nbio->bio_caller_info1.uvalue32 = leaf->data_crc;
1115                 }
1116 #endif
1117                 hammer_stats_disk_read += bp->b_bufsize;
1118                 vn_strategy(volume->devvp, nbio);
1119         }
1120         hammer_rel_volume(volume, 0);
1121 done:
1122         if (error) {
1123                 kprintf("hammer_direct_read: failed @ %016llx\n",
1124                         (long long)zone2_offset);
1125                 bp->b_error = error;
1126                 bp->b_flags |= B_ERROR;
1127                 biodone(bio);
1128         }
1129         return(error);
1130 }
1131
1132 #if 0
1133 /*
1134  * On completion of the BIO this callback must check the data CRC
1135  * and chain to the previous bio.
1136  */
1137 static
1138 void
1139 hammer_io_direct_read_complete(struct bio *nbio)
1140 {
1141         struct bio *obio;
1142         struct buf *bp;
1143         u_int32_t rec_crc = nbio->bio_caller_info1.uvalue32;
1144
1145         bp = nbio->bio_buf;
1146         if (crc32(bp->b_data, bp->b_bufsize) != rec_crc) {
1147                 kprintf("HAMMER: data_crc error @%016llx/%d\n",
1148                         nbio->bio_offset, bp->b_bufsize);
1149                 if (hammer_debug_debug)
1150                         Debugger("");
1151                 bp->b_flags |= B_ERROR;
1152                 bp->b_error = EIO;
1153         }
1154         obio = pop_bio(nbio);
1155         biodone(obio);
1156 }
1157 #endif
1158
1159 /*
1160  * Write a buffer associated with a front-end vnode directly to the
1161  * disk media.  The bio may be issued asynchronously.
1162  *
1163  * The BIO is associated with the specified record and RECF_DIRECT_IO
1164  * is set.  The recorded is added to its object.
1165  */
1166 int
1167 hammer_io_direct_write(hammer_mount_t hmp, hammer_record_t record,
1168                        struct bio *bio)
1169 {
1170         hammer_btree_leaf_elm_t leaf = &record->leaf;
1171         hammer_off_t buf_offset;
1172         hammer_off_t zone2_offset;
1173         hammer_volume_t volume;
1174         hammer_buffer_t buffer;
1175         struct buf *bp;
1176         struct bio *nbio;
1177         char *ptr;
1178         int vol_no;
1179         int error;
1180
1181         buf_offset = leaf->data_offset;
1182
1183         KKASSERT(buf_offset > HAMMER_ZONE_BTREE);
1184         KKASSERT(bio->bio_buf->b_cmd == BUF_CMD_WRITE);
1185
1186         if ((buf_offset & HAMMER_BUFMASK) == 0 &&
1187             leaf->data_len >= HAMMER_BUFSIZE) {
1188                 /*
1189                  * We are using the vnode's bio to write directly to the
1190                  * media, any hammer_buffer at the same zone-X offset will
1191                  * now have stale data.
1192                  */
1193                 zone2_offset = hammer_blockmap_lookup(hmp, buf_offset, &error);
1194                 vol_no = HAMMER_VOL_DECODE(zone2_offset);
1195                 volume = hammer_get_volume(hmp, vol_no, &error);
1196
1197                 if (error == 0 && zone2_offset >= volume->maxbuf_off)
1198                         error = EIO;
1199                 if (error == 0) {
1200                         bp = bio->bio_buf;
1201                         KKASSERT((bp->b_bufsize & HAMMER_BUFMASK) == 0);
1202                         /*
1203                         hammer_del_buffers(hmp, buf_offset,
1204                                            zone2_offset, bp->b_bufsize);
1205                         */
1206
1207                         /*
1208                          * Second level bio - cached zone2 offset.
1209                          *
1210                          * (We can put our bio_done function in either the
1211                          *  2nd or 3rd level).
1212                          */
1213                         nbio = push_bio(bio);
1214                         nbio->bio_offset = zone2_offset;
1215                         nbio->bio_done = hammer_io_direct_write_complete;
1216                         nbio->bio_caller_info1.ptr = record;
1217                         record->zone2_offset = zone2_offset;
1218                         record->flags |= HAMMER_RECF_DIRECT_IO |
1219                                          HAMMER_RECF_DIRECT_INVAL;
1220
1221                         /*
1222                          * Third level bio - raw offset specific to the
1223                          * correct volume.
1224                          */
1225                         zone2_offset &= HAMMER_OFF_SHORT_MASK;
1226                         nbio = push_bio(nbio);
1227                         nbio->bio_offset = volume->ondisk->vol_buf_beg +
1228                                            zone2_offset;
1229                         hammer_stats_disk_write += bp->b_bufsize;
1230                         vn_strategy(volume->devvp, nbio);
1231                         hammer_io_flush_mark(volume);
1232                 }
1233                 hammer_rel_volume(volume, 0);
1234         } else {
1235                 /* 
1236                  * Must fit in a standard HAMMER buffer.  In this case all
1237                  * consumers use the HAMMER buffer system and RECF_DIRECT_IO
1238                  * does not need to be set-up.
1239                  */
1240                 KKASSERT(((buf_offset ^ (buf_offset + leaf->data_len - 1)) & ~HAMMER_BUFMASK64) == 0);
1241                 buffer = NULL;
1242                 ptr = hammer_bread(hmp, buf_offset, &error, &buffer);
1243                 if (error == 0) {
1244                         bp = bio->bio_buf;
1245                         bp->b_flags |= B_AGE;
1246                         hammer_io_modify(&buffer->io, 1);
1247                         bcopy(bp->b_data, ptr, leaf->data_len);
1248                         hammer_io_modify_done(&buffer->io);
1249                         hammer_rel_buffer(buffer, 0);
1250                         bp->b_resid = 0;
1251                         biodone(bio);
1252                 }
1253         }
1254         if (error == 0) {
1255                 /*
1256                  * The record is all setup now, add it.  Potential conflics
1257                  * have already been dealt with.
1258                  */
1259                 error = hammer_mem_add(record);
1260                 KKASSERT(error == 0);
1261         } else {
1262                 /*
1263                  * Major suckage occured.  Also note:  The record was never added
1264                  * to the tree so we do not have to worry about the backend.
1265                  */
1266                 kprintf("hammer_direct_write: failed @ %016llx\n",
1267                         (long long)leaf->data_offset);
1268                 bp = bio->bio_buf;
1269                 bp->b_resid = 0;
1270                 bp->b_error = EIO;
1271                 bp->b_flags |= B_ERROR;
1272                 biodone(bio);
1273                 record->flags |= HAMMER_RECF_DELETED_FE;
1274                 hammer_rel_mem_record(record);
1275         }
1276         return(error);
1277 }
1278
1279 /*
1280  * On completion of the BIO this callback must disconnect
1281  * it from the hammer_record and chain to the previous bio.
1282  *
1283  * An I/O error forces the mount to read-only.  Data buffers
1284  * are not B_LOCKED like meta-data buffers are, so we have to
1285  * throw the buffer away to prevent the kernel from retrying.
1286  */
1287 static
1288 void
1289 hammer_io_direct_write_complete(struct bio *nbio)
1290 {
1291         struct bio *obio;
1292         struct buf *bp;
1293         hammer_record_t record = nbio->bio_caller_info1.ptr;
1294
1295         bp = nbio->bio_buf;
1296         obio = pop_bio(nbio);
1297         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1298                 hammer_critical_error(record->ip->hmp, record->ip,
1299                                       bp->b_error,
1300                                       "while writing bulk data");
1301                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1302         }
1303         biodone(obio);
1304
1305         KKASSERT(record != NULL);
1306         KKASSERT(record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_IO);
1307         if (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_WAIT) {
1308                 record->flags &= ~(HAMMER_RECF_DIRECT_IO |
1309                                    HAMMER_RECF_DIRECT_WAIT);
1310                 /* record can disappear once DIRECT_IO flag is cleared */
1311                 wakeup(&record->flags);
1312         } else {
1313                 record->flags &= ~HAMMER_RECF_DIRECT_IO;
1314                 /* record can disappear once DIRECT_IO flag is cleared */
1315         }
1316 }
1317
1318
1319 /*
1320  * This is called before a record is either committed to the B-Tree
1321  * or destroyed, to resolve any associated direct-IO. 
1322  *
1323  * (1) We must wait for any direct-IO related to the record to complete.
1324  *
1325  * (2) We must remove any buffer cache aliases for data accessed via
1326  *     leaf->data_offset or zone2_offset so non-direct-IO consumers  
1327  *     (the mirroring and reblocking code) do not see stale data.
1328  */
1329 void
1330 hammer_io_direct_wait(hammer_record_t record)
1331 {
1332         /*
1333          * Wait for I/O to complete
1334          */
1335         if (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_IO) {
1336                 crit_enter();
1337                 while (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_IO) {
1338                         record->flags |= HAMMER_RECF_DIRECT_WAIT;
1339                         tsleep(&record->flags, 0, "hmdiow", 0);
1340                 }
1341                 crit_exit();
1342         }
1343
1344         /*
1345          * Invalidate any related buffer cache aliases associated with the
1346          * backing device.  This is needed because the buffer cache buffer
1347          * for file data is associated with the file vnode, not the backing
1348          * device vnode.
1349          *
1350          * XXX I do not think this case can occur any more now that
1351          * reservations ensure that all such buffers are removed before
1352          * an area can be reused.
1353          */
1354         if (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_INVAL) {
1355                 KKASSERT(record->leaf.data_offset);
1356                 hammer_del_buffers(record->ip->hmp, record->leaf.data_offset,
1357                                    record->zone2_offset, record->leaf.data_len,
1358                                    1);
1359                 record->flags &= ~HAMMER_RECF_DIRECT_INVAL;
1360         }
1361 }
1362
1363 /*
1364  * This is called to remove the second-level cached zone-2 offset from
1365  * frontend buffer cache buffers, now stale due to a data relocation.
1366  * These offsets are generated by cluster_read() via VOP_BMAP, or directly
1367  * by hammer_vop_strategy_read().
1368  *
1369  * This is rather nasty because here we have something like the reblocker
1370  * scanning the raw B-Tree with no held references on anything, really,
1371  * other then a shared lock on the B-Tree node, and we have to access the
1372  * frontend's buffer cache to check for and clean out the association.
1373  * Specifically, if the reblocker is moving data on the disk, these cached
1374  * offsets will become invalid.
1375  *
1376  * Only data record types associated with the large-data zone are subject
1377  * to direct-io and need to be checked.
1378  *
1379  */
1380 void
1381 hammer_io_direct_uncache(hammer_mount_t hmp, hammer_btree_leaf_elm_t leaf)
1382 {
1383         struct hammer_inode_info iinfo;
1384         int zone;
1385
1386         if (leaf->base.rec_type != HAMMER_RECTYPE_DATA)
1387                 return;
1388         zone = HAMMER_ZONE_DECODE(leaf->data_offset);
1389         if (zone != HAMMER_ZONE_LARGE_DATA_INDEX)
1390                 return;
1391         iinfo.obj_id = leaf->base.obj_id;
1392         iinfo.obj_asof = 0;     /* unused */
1393         iinfo.obj_localization = leaf->base.localization &
1394                                  HAMMER_LOCALIZE_PSEUDOFS_MASK;
1395         iinfo.u.leaf = leaf;
1396         hammer_scan_inode_snapshots(hmp, &iinfo,
1397                                     hammer_io_direct_uncache_callback,
1398                                     leaf);
1399 }
1400
1401 static int
1402 hammer_io_direct_uncache_callback(hammer_inode_t ip, void *data)
1403 {
1404         hammer_inode_info_t iinfo = data;
1405         hammer_off_t data_offset;
1406         hammer_off_t file_offset;
1407         struct vnode *vp;
1408         struct buf *bp;
1409         int blksize;
1410
1411         if (ip->vp == NULL)
1412                 return(0);
1413         data_offset = iinfo->u.leaf->data_offset;
1414         file_offset = iinfo->u.leaf->base.key - iinfo->u.leaf->data_len;
1415         blksize = iinfo->u.leaf->data_len;
1416         KKASSERT((blksize & HAMMER_BUFMASK) == 0);
1417
1418         hammer_ref(&ip->lock);
1419         if (hammer_get_vnode(ip, &vp) == 0) {
1420                 if ((bp = findblk(ip->vp, file_offset, FINDBLK_TEST)) != NULL &&
1421                     bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET) {
1422                         bp = getblk(ip->vp, file_offset, blksize, 0, 0);
1423                         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
1424                         brelse(bp);
1425                 }
1426                 vput(vp);
1427         }
1428         hammer_rel_inode(ip, 0);
1429         return(0);
1430 }
1431
1432
1433 /*
1434  * This function is called when writes may have occured on the volume,
1435  * indicating that the device may be holding cached writes.
1436  */
1437 static void
1438 hammer_io_flush_mark(hammer_volume_t volume)
1439 {
1440         volume->vol_flags |= HAMMER_VOLF_NEEDFLUSH;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * This function ensures that the device has flushed any cached writes out.
1445  */
1446 void
1447 hammer_io_flush_sync(hammer_mount_t hmp)
1448 {
1449         hammer_volume_t volume;
1450         struct buf *bp_base = NULL;
1451         struct buf *bp;
1452
1453         RB_FOREACH(volume, hammer_vol_rb_tree, &hmp->rb_vols_root) {
1454                 if (volume->vol_flags & HAMMER_VOLF_NEEDFLUSH) {
1455                         volume->vol_flags &= ~HAMMER_VOLF_NEEDFLUSH;
1456                         bp = getpbuf(NULL);
1457                         bp->b_bio1.bio_offset = 0;
1458                         bp->b_bufsize = 0;
1459                         bp->b_bcount = 0;
1460                         bp->b_cmd = BUF_CMD_FLUSH;
1461                         bp->b_bio1.bio_caller_info1.cluster_head = bp_base;
1462                         bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
1463                         bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
1464                         bp_base = bp;
1465                         vn_strategy(volume->devvp, &bp->b_bio1);
1466                 }
1467         }
1468         while ((bp = bp_base) != NULL) {
1469                 bp_base = bp->b_bio1.bio_caller_info1.cluster_head;
1470                 biowait(&bp->b_bio1, "hmrFLS");
1471                 relpbuf(bp, NULL);
1472         }
1473 }