sys/vm/vnode_pager.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
   3  * Copyright (c) 1991 The Regents of the University of California.
   4  * All rights reserved.
   5  * Copyright (c) 1993, 1994 John S. Dyson
   6  * Copyright (c) 1995, David Greenman
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  10  * Science Department.
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  21  *    must display the following acknowledgement:
  22  *      This product includes software developed by the University of
  23  *      California, Berkeley and its contributors.
  24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  26  *    without specific prior written permission.
  27  *
  28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  38  * SUCH DAMAGE.
  39  *
  40  *      from: @(#)vnode_pager.c 7.5 (Berkeley) 4/20/91
  41  * $FreeBSD: src/sys/vm/vnode_pager.c,v 1.116.2.7 2002/12/31 09:34:51 dillon Exp $
  42  * $DragonFly: src/sys/vm/vnode_pager.c,v 1.21 2006/02/17 19:18:08 dillon Exp $
  43  */
  44
  45 /*
  46  * Page to/from files (vnodes).
  47  */
  48
  49 /*
  50  * TODO:
  51  *      Implement VOP_GETPAGES/PUTPAGES interface for filesystems. Will
  52  *      greatly re-simplify the vnode_pager.
  53  */
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/kernel.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/vnode.h>
  60 #include <sys/mount.h>
  61 #include <sys/buf.h>
  62 #include <sys/vmmeter.h>
  63 #include <sys/conf.h>
  64 #include <sys/sfbuf.h>
  65 #include <sys/thread2.h>
  66
  67 #include <vm/vm.h>
  68 #include <vm/vm_object.h>
  69 #include <vm/vm_page.h>
  70 #include <vm/vm_pager.h>
  71 #include <vm/vm_map.h>
  72 #include <vm/vnode_pager.h>
  73 #include <vm/vm_extern.h>
  74
  75 static vm_offset_t vnode_pager_addr (struct vnode *vp, vm_ooffset_t address,
  76                                          int *run);
  77 static void vnode_pager_iodone (struct bio *bio);
  78 static int vnode_pager_input_smlfs (vm_object_t object, vm_page_t m);
  79 static int vnode_pager_input_old (vm_object_t object, vm_page_t m);
  80 static void vnode_pager_dealloc (vm_object_t);
  81 static int vnode_pager_getpages (vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
  82 static void vnode_pager_putpages (vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
  83 static boolean_t vnode_pager_haspage (vm_object_t, vm_pindex_t, int *, int *);
  84
  85 struct pagerops vnodepagerops = {
  86         NULL,
  87         vnode_pager_alloc,
  88         vnode_pager_dealloc,
  89         vnode_pager_getpages,
  90         vnode_pager_putpages,
  91         vnode_pager_haspage,
  92         NULL
  93 };
  94
  95 int vnode_pbuf_freecnt = -1;    /* start out unlimited */
  96
  97 /*
  98  * Allocate (or lookup) pager for a vnode.
  99  * Handle is a vnode pointer.
 100  */
 101 vm_object_t
 102 vnode_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
 103                   vm_ooffset_t offset)
 104 {
 105         vm_object_t object;
 106         struct vnode *vp;
 107
 108         /*
 109          * Pageout to vnode, no can do yet.
 110          */
 111         if (handle == NULL)
 112                 return (NULL);
 113
 114         /*
 115          * XXX hack - This initialization should be put somewhere else.
 116          */
 117         if (vnode_pbuf_freecnt < 0) {
 118             vnode_pbuf_freecnt = nswbuf / 2 + 1;
 119         }
 120
 121         vp = (struct vnode *) handle;
 122
 123         /*
 124          * Prevent race condition when allocating the object. This
 125          * can happen with NFS vnodes since the nfsnode isn't locked.
 126          */
 127         while (vp->v_flag & VOLOCK) {
 128                 vp->v_flag |= VOWANT;
 129                 tsleep(vp, 0, "vnpobj", 0);
 130         }
 131         vp->v_flag |= VOLOCK;
 132
 133         /*
 134          * If the object is being terminated, wait for it to
 135          * go away.
 136          */
 137         while (((object = vp->v_object) != NULL) &&
 138                 (object->flags & OBJ_DEAD)) {
 139                 tsleep(object, 0, "vadead", 0);
 140         }
 141
 142         if (vp->v_usecount == 0)
 143                 panic("vnode_pager_alloc: no vnode reference");
 144
 145         if (object == NULL) {
 146                 /*
 147                  * And an object of the appropriate size
 148                  */
 149                 object = vm_object_allocate(OBJT_VNODE, OFF_TO_IDX(round_page(size)));
 150                 object->flags = 0;
 151
 152                 object->un_pager.vnp.vnp_size = size;
 153
 154                 object->handle = handle;
 155                 vp->v_object = object;
 156                 vp->v_usecount++;
 157         } else {
 158                 object->ref_count++;
 159                 vp->v_usecount++;
 160         }
 161
 162         vp->v_flag &= ~VOLOCK;
 163         if (vp->v_flag & VOWANT) {
 164                 vp->v_flag &= ~VOWANT;
 165                 wakeup(vp);
 166         }
 167         return (object);
 168 }
 169
 170 static void
 171 vnode_pager_dealloc(vm_object_t object)
 172 {
 173         struct vnode *vp = object->handle;
 174
 175         if (vp == NULL)
 176                 panic("vnode_pager_dealloc: pager already dealloced");
 177
 178         vm_object_pip_wait(object, "vnpdea");
 179
 180         object->handle = NULL;
 181         object->type = OBJT_DEAD;
 182         vp->v_object = NULL;
 183         vp->v_flag &= ~(VTEXT | VOBJBUF);
 184 }
 185
 186 static boolean_t
 187 vnode_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before,
 188     int *after)
 189 {
 190         struct vnode *vp = object->handle;
 191         daddr_t bn;
 192         int err;
 193         daddr_t reqblock;
 194         int poff;
 195         int bsize;
 196         int pagesperblock, blocksperpage;
 197
 198         /*
 199          * If no vp or vp is doomed or marked transparent to VM, we do not
 200          * have the page.
 201          */
 202         if ((vp == NULL) || (vp->v_flag & VRECLAIMED))
 203                 return FALSE;
 204
 205         /*
 206          * If filesystem no longer mounted or offset beyond end of file we do
 207          * not have the page.
 208          */
 209         if ((vp->v_mount == NULL) ||
 210                 (IDX_TO_OFF(pindex) >= object->un_pager.vnp.vnp_size))
 211                 return FALSE;
 212
 213         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
 214         pagesperblock = bsize / PAGE_SIZE;
 215         blocksperpage = 0;
 216         if (pagesperblock > 0) {
 217                 reqblock = pindex / pagesperblock;
 218         } else {
 219                 blocksperpage = (PAGE_SIZE / bsize);
 220                 reqblock = pindex * blocksperpage;
 221         }
 222         err = VOP_BMAP(vp, reqblock, (struct vnode **) 0, &bn,
 223                 after, before);
 224         if (err)
 225                 return TRUE;
 226         if ( bn == -1)
 227                 return FALSE;
 228         if (pagesperblock > 0) {
 229                 poff = pindex - (reqblock * pagesperblock);
 230                 if (before) {
 231                         *before *= pagesperblock;
 232                         *before += poff;
 233                 }
 234                 if (after) {
 235                         int numafter;
 236                         *after *= pagesperblock;
 237                         numafter = pagesperblock - (poff + 1);
 238                         if (IDX_TO_OFF(pindex + numafter) > object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 239                                 numafter = OFF_TO_IDX((object->un_pager.vnp.vnp_size - IDX_TO_OFF(pindex)));
 240                         }
 241                         *after += numafter;
 242                 }
 243         } else {
 244                 if (before) {
 245                         *before /= blocksperpage;
 246                 }
 247
 248                 if (after) {
 249                         *after /= blocksperpage;
 250                 }
 251         }
 252         return TRUE;
 253 }
 254
 255 /*
 256  * Lets the VM system know about a change in size for a file.
 257  * We adjust our own internal size and flush any cached pages in
 258  * the associated object that are affected by the size change.
 259  *
 260  * Note: this routine may be invoked as a result of a pager put
 261  * operation (possibly at object termination time), so we must be careful.
 262  */
 263 void
 264 vnode_pager_setsize(struct vnode *vp, vm_ooffset_t nsize)
 265 {
 266         vm_pindex_t nobjsize;
 267         vm_object_t object = vp->v_object;
 268
 269         if (object == NULL)
 270                 return;
 271
 272         /*
 273          * Hasn't changed size
 274          */
 275         if (nsize == object->un_pager.vnp.vnp_size)
 276                 return;
 277
 278         nobjsize = OFF_TO_IDX(nsize + PAGE_MASK);
 279
 280         /*
 281          * File has shrunk. Toss any cached pages beyond the new EOF.
 282          */
 283         if (nsize < object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 284                 vm_freeze_copyopts(object, OFF_TO_IDX(nsize), object->size);
 285                 if (nobjsize < object->size) {
 286                         vm_object_page_remove(object, nobjsize, object->size,
 287                                 FALSE);
 288                 }
 289                 /*
 290                  * This gets rid of garbage at the end of a page that is now
 291                  * only partially backed by the vnode.  Since we are setting
 292                  * the entire page valid & clean after we are done we have
 293                  * to be sure that the portion of the page within the file
 294                  * bounds is already valid.  If it isn't then making it
 295                  * valid would create a corrupt block.
 296                  */
 297                 if (nsize & PAGE_MASK) {
 298                         vm_offset_t kva;
 299                         vm_page_t m;
 300
 301                         m = vm_page_lookup(object, OFF_TO_IDX(nsize));
 302                         if (m && m->valid) {
 303                                 int base = (int)nsize & PAGE_MASK;
 304                                 int size = PAGE_SIZE - base;
 305                                 struct sf_buf *sf;
 306
 307                                 /*
 308                                  * Clear out partial-page garbage in case
 309                                  * the page has been mapped.
 310                                  */
 311                                 sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE);
 312                                 kva = sf_buf_kva(sf);
 313                                 bzero((caddr_t)kva + base, size);
 314                                 sf_buf_free(sf);
 315
 316                                 /*
 317                                  * XXX work around SMP data integrity race
 318                                  * by unmapping the page from user processes.
 319                                  * The garbage we just cleared may be mapped
 320                                  * to a user process running on another cpu
 321                                  * and this code is not running through normal
 322                                  * I/O channels which handle SMP issues for
 323                                  * us, so unmap page to synchronize all cpus.
 324                                  *
 325                                  * XXX should vm_pager_unmap_page() have
 326                                  * dealt with this?
 327                                  */
 328                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
 329
 330                                 /*
 331                                  * Clear out partial-page dirty bits.  This
 332                                  * has the side effect of setting the valid
 333                                  * bits, but that is ok.  There are a bunch
 334                                  * of places in the VM system where we expected
 335                                  * m->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL.  The file EOF
 336                                  * case is one of them.  If the page is still
 337                                  * partially dirty, make it fully dirty.
 338                                  *
 339                                  * note that we do not clear out the valid
 340                                  * bits.  This would prevent bogus_page
 341                                  * replacement from working properly.
 342                                  */
 343                                 vm_page_set_validclean(m, base, size);
 344                                 if (m->dirty != 0)
 345                                         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
 346                         }
 347                 }
 348         }
 349         object->un_pager.vnp.vnp_size = nsize;
 350         object->size = nobjsize;
 351 }
 352
 353 void
 354 vnode_pager_freepage(vm_page_t m)
 355 {
 356         vm_page_free(m);
 357 }
 358
 359 /*
 360  * calculate the linear (byte) disk address of specified virtual
 361  * file address
 362  */
 363 static vm_offset_t
 364 vnode_pager_addr(struct vnode *vp, vm_ooffset_t address, int *run)
 365 {
 366         int rtaddress;
 367         int bsize;
 368         daddr_t block;
 369         struct vnode *rtvp;
 370         int err;
 371         daddr_t vblock;
 372         int voffset;
 373
 374         if (address < 0)
 375                 return -1;
 376
 377         if (vp->v_mount == NULL)
 378                 return -1;
 379
 380         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
 381         vblock = address / bsize;
 382         voffset = address % bsize;
 383
 384         err = VOP_BMAP(vp, vblock, &rtvp, &block, run, NULL);
 385
 386         if (err || (block == -1))
 387                 rtaddress = -1;
 388         else {
 389                 rtaddress = block + voffset / DEV_BSIZE;
 390                 if( run) {
 391                         *run += 1;
 392                         *run *= bsize/PAGE_SIZE;
 393                         *run -= voffset/PAGE_SIZE;
 394                 }
 395         }
 396
 397         return rtaddress;
 398 }
 399
 400 /*
 401  * interrupt routine for I/O completion
 402  */
 403 static void
 404 vnode_pager_iodone(struct bio *bio)
 405 {
 406         struct buf *bp = bio->bio_buf;
 407
 408         bp->b_flags |= B_DONE;
 409         wakeup(bp);
 410 }
 411
 412 /*
 413  * small block file system vnode pager input
 414  */
 415 static int
 416 vnode_pager_input_smlfs(vm_object_t object, vm_page_t m)
 417 {
 418         int i;
 419         struct vnode *dp, *vp;
 420         struct buf *bp;
 421         vm_offset_t kva;
 422         struct sf_buf *sf;
 423         int fileaddr;
 424         vm_offset_t bsize;
 425         int error = 0;
 426
 427         vp = object->handle;
 428         if (vp->v_mount == NULL)
 429                 return VM_PAGER_BAD;
 430
 431         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
 432
 433
 434         VOP_BMAP(vp, 0, &dp, 0, NULL, NULL);
 435
 436         sf = sf_buf_alloc(m, 0);
 437         kva = sf_buf_kva(sf);
 438
 439         for (i = 0; i < PAGE_SIZE / bsize; i++) {
 440                 vm_ooffset_t address;
 441
 442                 if (vm_page_bits(i * bsize, bsize) & m->valid)
 443                         continue;
 444
 445                 address = IDX_TO_OFF(m->pindex) + i * bsize;
 446                 if (address >= object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 447                         fileaddr = -1;
 448                 } else {
 449                         fileaddr = vnode_pager_addr(vp, address, NULL);
 450                 }
 451                 if (fileaddr != -1) {
 452                         bp = getpbuf(&vnode_pbuf_freecnt);
 453
 454                         /* build a minimal buffer header */
 455                         bp->b_flags = B_READ;
 456                         bp->b_data = (caddr_t) kva + i * bsize;
 457                         bp->b_bio1.bio_done = vnode_pager_iodone;
 458                         bp->b_bio1.bio_blkno = fileaddr;
 459                         pbgetvp(dp, bp);
 460                         bp->b_bcount = bsize;
 461                         bp->b_bufsize = bsize;
 462                         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
 463                         runningbufspace += bp->b_runningbufspace;
 464
 465                         /* do the input */
 466                         vn_strategy(dp, &bp->b_bio1);
 467
 468                         /* we definitely need to be at splvm here */
 469
 470                         crit_enter();
 471                         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
 472                                 tsleep(bp, 0, "vnsrd", 0);
 473                         }
 474                         crit_exit();
 475                         if ((bp->b_flags & B_ERROR) != 0)
 476                                 error = EIO;
 477
 478                         /*
 479                          * free the buffer header back to the swap buffer pool
 480                          */
 481                         relpbuf(bp, &vnode_pbuf_freecnt);
 482                         if (error)
 483                                 break;
 484
 485                         vm_page_set_validclean(m, (i * bsize) & PAGE_MASK, bsize);
 486                 } else {
 487                         vm_page_set_validclean(m, (i * bsize) & PAGE_MASK, bsize);
 488                         bzero((caddr_t) kva + i * bsize, bsize);
 489                 }
 490         }
 491         sf_buf_free(sf);
 492         pmap_clear_modify(m);
 493         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
 494         if (error) {
 495                 return VM_PAGER_ERROR;
 496         }
 497         return VM_PAGER_OK;
 498
 499 }
 500
 501
 502 /*
 503  * old style vnode pager output routine
 504  */
 505 static int
 506 vnode_pager_input_old(vm_object_t object, vm_page_t m)
 507 {
 508         struct uio auio;
 509         struct iovec aiov;
 510         int error;
 511         int size;
 512         vm_offset_t kva;
 513         struct sf_buf *sf;
 514
 515         error = 0;
 516
 517         /*
 518          * Return failure if beyond current EOF
 519          */
 520         if (IDX_TO_OFF(m->pindex) >= object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 521                 return VM_PAGER_BAD;
 522         } else {
 523                 size = PAGE_SIZE;
 524                 if (IDX_TO_OFF(m->pindex) + size > object->un_pager.vnp.vnp_size)
 525                         size = object->un_pager.vnp.vnp_size - IDX_TO_OFF(m->pindex);
 526
 527                 /*
 528                  * Allocate a kernel virtual address and initialize so that
 529                  * we can use VOP_READ/WRITE routines.
 530                  */
 531                 sf = sf_buf_alloc(m, 0);
 532                 kva = sf_buf_kva(sf);
 533
 534                 aiov.iov_base = (caddr_t) kva;
 535                 aiov.iov_len = size;
 536                 auio.uio_iov = &aiov;
 537                 auio.uio_iovcnt = 1;
 538                 auio.uio_offset = IDX_TO_OFF(m->pindex);
 539                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 540                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 541                 auio.uio_resid = size;
 542                 auio.uio_td = curthread;
 543
 544                 error = VOP_READ(((struct vnode *)object->handle),
 545                                 &auio, 0, proc0.p_ucred);
 546                 if (!error) {
 547                         int count = size - auio.uio_resid;
 548
 549                         if (count == 0)
 550                                 error = EINVAL;
 551                         else if (count != PAGE_SIZE)
 552                                 bzero((caddr_t) kva + count, PAGE_SIZE - count);
 553                 }
 554                 sf_buf_free(sf);
 555         }
 556         pmap_clear_modify(m);
 557         vm_page_undirty(m);
 558         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
 559         if (!error)
 560                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 561         return error ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK;
 562 }
 563
 564 /*
 565  * generic vnode pager input routine
 566  */
 567
 568 /*
 569  * EOPNOTSUPP is no longer legal.  For local media VFS's that do not
 570  * implement their own VOP_GETPAGES, their VOP_GETPAGES should call to
 571  * vnode_pager_generic_getpages() to implement the previous behaviour.
 572  *
 573  * All other FS's should use the bypass to get to the local media
 574  * backing vp's VOP_GETPAGES.
 575  */
 576 static int
 577 vnode_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int reqpage)
 578 {
 579         int rtval;
 580         struct vnode *vp;
 581         int bytes = count * PAGE_SIZE;
 582
 583         vp = object->handle;
 584         /*
 585          * XXX temporary diagnostic message to help track stale FS code,
 586          * Returning EOPNOTSUPP from here may make things unhappy.
 587          */
 588         rtval = VOP_GETPAGES(vp, m, bytes, reqpage, 0);
 589         if (rtval == EOPNOTSUPP) {
 590             printf("vnode_pager: *** WARNING *** stale FS getpages\n");
 591             rtval = vnode_pager_generic_getpages( vp, m, bytes, reqpage);
 592         }
 593         return rtval;
 594 }
 595
 596
 597 /*
 598  * This is now called from local media FS's to operate against their
 599  * own vnodes if they fail to implement VOP_GETPAGES.
 600  */
 601 int
 602 vnode_pager_generic_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *m, int bytecount,
 603     int reqpage)
 604 {
 605         vm_object_t object;
 606         vm_offset_t kva;
 607         off_t foff, tfoff, nextoff;
 608         int i, size, bsize, first, firstaddr;
 609         struct vnode *dp;
 610         int runpg;
 611         int runend;
 612         struct buf *bp;
 613         int count;
 614         int error = 0;
 615
 616         object = vp->v_object;
 617         count = bytecount / PAGE_SIZE;
 618
 619         if (vp->v_mount == NULL)
 620                 return VM_PAGER_BAD;
 621
 622         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
 623
 624         /* get the UNDERLYING device for the file with VOP_BMAP() */
 625
 626         /*
 627          * originally, we did not check for an error return value -- assuming
 628          * an fs always has a bmap entry point -- that assumption is wrong!!!
 629          */
 630         foff = IDX_TO_OFF(m[reqpage]->pindex);
 631
 632         /*
 633          * if we can't bmap, use old VOP code
 634          */
 635         if (VOP_BMAP(vp, 0, &dp, 0, NULL, NULL)) {
 636                 for (i = 0; i < count; i++) {
 637                         if (i != reqpage) {
 638                                 vnode_pager_freepage(m[i]);
 639                         }
 640                 }
 641                 mycpu->gd_cnt.v_vnodein++;
 642                 mycpu->gd_cnt.v_vnodepgsin++;
 643                 return vnode_pager_input_old(object, m[reqpage]);
 644
 645                 /*
 646                  * if the blocksize is smaller than a page size, then use
 647                  * special small filesystem code.  NFS sometimes has a small
 648                  * blocksize, but it can handle large reads itself.
 649                  */
 650         } else if ((PAGE_SIZE / bsize) > 1 &&
 651             (vp->v_mount->mnt_stat.f_type != nfs_mount_type)) {
 652                 for (i = 0; i < count; i++) {
 653                         if (i != reqpage) {
 654                                 vnode_pager_freepage(m[i]);
 655                         }
 656                 }
 657                 mycpu->gd_cnt.v_vnodein++;
 658                 mycpu->gd_cnt.v_vnodepgsin++;
 659                 return vnode_pager_input_smlfs(object, m[reqpage]);
 660         }
 661
 662         /*
 663          * If we have a completely valid page available to us, we can
 664          * clean up and return.  Otherwise we have to re-read the
 665          * media.
 666          *
 667          * Note that this does not work with NFS, so NFS has its own
 668          * getpages routine.  The problem is that NFS can have partially
 669          * valid pages associated with the buffer cache due to the piecemeal
 670          * write support.  If we were to fall through and re-read the media
 671          * as we do here, dirty data could be lost.
 672          */
 673
 674         if (m[reqpage]->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
 675                 for (i = 0; i < count; i++) {
 676                         if (i != reqpage)
 677                                 vnode_pager_freepage(m[i]);
 678                 }
 679                 return VM_PAGER_OK;
 680         }
 681         m[reqpage]->valid = 0;
 682
 683         /*
 684          * here on direct device I/O
 685          */
 686
 687         firstaddr = -1;
 688         /*
 689          * calculate the run that includes the required page
 690          */
 691         for(first = 0, i = 0; i < count; i = runend) {
 692                 firstaddr = vnode_pager_addr(vp,
 693                         IDX_TO_OFF(m[i]->pindex), &runpg);
 694                 if (firstaddr == -1) {
 695                         if (i == reqpage && foff < object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 696                                 /* XXX no %qd in kernel. */
 697                                 panic("vnode_pager_getpages: unexpected missing page: firstaddr: %d, foff: 0x%lx%08lx, vnp_size: 0x%lx%08lx",
 698                                  firstaddr, (u_long)(foff >> 32),
 699                                  (u_long)(u_int32_t)foff,
 700                                  (u_long)(u_int32_t)
 701                                  (object->un_pager.vnp.vnp_size >> 32),
 702                                  (u_long)(u_int32_t)
 703                                  object->un_pager.vnp.vnp_size);
 704                         }
 705                         vnode_pager_freepage(m[i]);
 706                         runend = i + 1;
 707                         first = runend;
 708                         continue;
 709                 }
 710                 runend = i + runpg;
 711                 if (runend <= reqpage) {
 712                         int j;
 713                         for (j = i; j < runend; j++) {
 714                                 vnode_pager_freepage(m[j]);
 715                         }
 716                 } else {
 717                         if (runpg < (count - first)) {
 718                                 for (i = first + runpg; i < count; i++)
 719                                         vnode_pager_freepage(m[i]);
 720                                 count = first + runpg;
 721                         }
 722                         break;
 723                 }
 724                 first = runend;
 725         }
 726
 727         /*
 728          * the first and last page have been calculated now, move input pages
 729          * to be zero based...
 730          */
 731         if (first != 0) {
 732                 for (i = first; i < count; i++) {
 733                         m[i - first] = m[i];
 734                 }
 735                 count -= first;
 736                 reqpage -= first;
 737         }
 738
 739         /*
 740          * calculate the file virtual address for the transfer
 741          */
 742         foff = IDX_TO_OFF(m[0]->pindex);
 743
 744         /*
 745          * calculate the size of the transfer
 746          */
 747         size = count * PAGE_SIZE;
 748         if ((foff + size) > object->un_pager.vnp.vnp_size)
 749                 size = object->un_pager.vnp.vnp_size - foff;
 750
 751         /*
 752          * round up physical size for real devices.
 753          */
 754         if (dp->v_type == VBLK || dp->v_type == VCHR) {
 755                 int secmask = dp->v_rdev->si_bsize_phys - 1;
 756                 KASSERT(secmask < PAGE_SIZE, ("vnode_pager_generic_getpages: sector size %d too large\n", secmask + 1));
 757                 size = (size + secmask) & ~secmask;
 758         }
 759
 760         bp = getpbuf(&vnode_pbuf_freecnt);
 761         kva = (vm_offset_t) bp->b_data;
 762
 763         /*
 764          * and map the pages to be read into the kva
 765          */
 766         pmap_qenter(kva, m, count);
 767
 768         /* build a minimal buffer header */
 769         bp->b_flags = B_READ;
 770         bp->b_bio1.bio_done = vnode_pager_iodone;
 771         bp->b_bio1.bio_blkno = firstaddr;
 772         pbgetvp(dp, bp);
 773         bp->b_bcount = size;
 774         bp->b_bufsize = size;
 775         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
 776         runningbufspace += bp->b_runningbufspace;
 777
 778         mycpu->gd_cnt.v_vnodein++;
 779         mycpu->gd_cnt.v_vnodepgsin += count;
 780
 781         /* do the input */
 782         vn_strategy(dp, &bp->b_bio1);
 783
 784         crit_enter();
 785         /* we definitely need to be at splvm here */
 786
 787         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
 788                 tsleep(bp, 0, "vnread", 0);
 789         }
 790         crit_exit();
 791         if ((bp->b_flags & B_ERROR) != 0)
 792                 error = EIO;
 793
 794         if (!error) {
 795                 if (size != count * PAGE_SIZE)
 796                         bzero((caddr_t) kva + size, PAGE_SIZE * count - size);
 797         }
 798         pmap_qremove(kva, count);
 799
 800         /*
 801          * free the buffer header back to the swap buffer pool
 802          */
 803         relpbuf(bp, &vnode_pbuf_freecnt);
 804
 805         for (i = 0, tfoff = foff; i < count; i++, tfoff = nextoff) {
 806                 vm_page_t mt;
 807
 808                 nextoff = tfoff + PAGE_SIZE;
 809                 mt = m[i];
 810
 811                 if (nextoff <= object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 812                         /*
 813                          * Read filled up entire page.
 814                          */
 815                         mt->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 816                         vm_page_undirty(mt);    /* should be an assert? XXX */
 817                         pmap_clear_modify(mt);
 818                 } else {
 819                         /*
 820                          * Read did not fill up entire page.  Since this
 821                          * is getpages, the page may be mapped, so we have
 822                          * to zero the invalid portions of the page even
 823                          * though we aren't setting them valid.
 824                          *
 825                          * Currently we do not set the entire page valid,
 826                          * we just try to clear the piece that we couldn't
 827                          * read.
 828                          */
 829                         vm_page_set_validclean(mt, 0,
 830                             object->un_pager.vnp.vnp_size - tfoff);
 831                         /* handled by vm_fault now */
 832                         /* vm_page_zero_invalid(mt, FALSE); */
 833                 }
 834
 835                 vm_page_flag_clear(mt, PG_ZERO);
 836                 if (i != reqpage) {
 837
 838                         /*
 839                          * whether or not to leave the page activated is up in
 840                          * the air, but we should put the page on a page queue
 841                          * somewhere. (it already is in the object). Result:
 842                          * It appears that empirical results show that
 843                          * deactivating pages is best.
 844                          */
 845
 846                         /*
 847                          * just in case someone was asking for this page we
 848                          * now tell them that it is ok to use
 849                          */
 850                         if (!error) {
 851                                 if (mt->flags & PG_WANTED)
 852                                         vm_page_activate(mt);
 853                                 else
 854                                         vm_page_deactivate(mt);
 855                                 vm_page_wakeup(mt);
 856                         } else {
 857                                 vnode_pager_freepage(mt);
 858                         }
 859                 }
 860         }
 861         if (error) {
 862                 printf("vnode_pager_getpages: I/O read error\n");
 863         }
 864         return (error ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
 865 }
 866
 867 /*
 868  * EOPNOTSUPP is no longer legal.  For local media VFS's that do not
 869  * implement their own VOP_PUTPAGES, their VOP_PUTPAGES should call to
 870  * vnode_pager_generic_putpages() to implement the previous behaviour.
 871  *
 872  * All other FS's should use the bypass to get to the local media
 873  * backing vp's VOP_PUTPAGES.
 874  */
 875 static void
 876 vnode_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
 877     boolean_t sync, int *rtvals)
 878 {
 879         int rtval;
 880         struct vnode *vp;
 881         int bytes = count * PAGE_SIZE;
 882
 883         /*
 884          * Force synchronous operation if we are extremely low on memory
 885          * to prevent a low-memory deadlock.  VOP operations often need to
 886          * allocate more memory to initiate the I/O ( i.e. do a BMAP
 887          * operation ).  The swapper handles the case by limiting the amount
 888          * of asynchronous I/O, but that sort of solution doesn't scale well
 889          * for the vnode pager without a lot of work.
 890          *
 891          * Also, the backing vnode's iodone routine may not wake the pageout
 892          * daemon up.  This should be probably be addressed XXX.
 893          */
 894
 895         if ((vmstats.v_free_count + vmstats.v_cache_count) < vmstats.v_pageout_free_min)
 896                 sync |= OBJPC_SYNC;
 897
 898         /*
 899          * Call device-specific putpages function
 900          */
 901
 902         vp = object->handle;
 903         rtval = VOP_PUTPAGES(vp, m, bytes, sync, rtvals, 0);
 904         if (rtval == EOPNOTSUPP) {
 905             printf("vnode_pager: *** WARNING *** stale FS putpages\n");
 906             rtval = vnode_pager_generic_putpages( vp, m, bytes, sync, rtvals);
 907         }
 908 }
 909
 910
 911 /*
 912  * This is now called from local media FS's to operate against their
 913  * own vnodes if they fail to implement VOP_PUTPAGES.
 914  *
 915  * This is typically called indirectly via the pageout daemon and
 916  * clustering has already typically occured, so in general we ask the
 917  * underlying filesystem to write the data out asynchronously rather
 918  * then delayed.
 919  */
 920 int
 921 vnode_pager_generic_putpages(struct vnode *vp, vm_page_t *m, int bytecount,
 922     int flags, int *rtvals)
 923 {
 924         int i;
 925         vm_object_t object;
 926         int count;
 927
 928         int maxsize, ncount;
 929         vm_ooffset_t poffset;
 930         struct uio auio;
 931         struct iovec aiov;
 932         int error;
 933         int ioflags;
 934
 935         object = vp->v_object;
 936         count = bytecount / PAGE_SIZE;
 937
 938         for (i = 0; i < count; i++)
 939                 rtvals[i] = VM_PAGER_AGAIN;
 940
 941         if ((int) m[0]->pindex < 0) {
 942                 printf("vnode_pager_putpages: attempt to write meta-data!!! -- 0x%lx(%x)\n",
 943                         (long)m[0]->pindex, m[0]->dirty);
 944                 rtvals[0] = VM_PAGER_BAD;
 945                 return VM_PAGER_BAD;
 946         }
 947
 948         maxsize = count * PAGE_SIZE;
 949         ncount = count;
 950
 951         poffset = IDX_TO_OFF(m[0]->pindex);
 952
 953         /*
 954          * If the page-aligned write is larger then the actual file we
 955          * have to invalidate pages occuring beyond the file EOF.  However,
 956          * there is an edge case where a file may not be page-aligned where
 957          * the last page is partially invalid.  In this case the filesystem
 958          * may not properly clear the dirty bits for the entire page (which
 959          * could be VM_PAGE_BITS_ALL due to the page having been mmap()d).
 960          * With the page locked we are free to fix-up the dirty bits here.
 961          *
 962          * We do not under any circumstances truncate the valid bits, as
 963          * this will screw up bogus page replacement.
 964          */
 965         if (maxsize + poffset > object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 966                 if (object->un_pager.vnp.vnp_size > poffset) {
 967                         int pgoff;
 968
 969                         maxsize = object->un_pager.vnp.vnp_size - poffset;
 970                         ncount = btoc(maxsize);
 971                         if ((pgoff = (int)maxsize & PAGE_MASK) != 0) {
 972                                 vm_page_clear_dirty(m[ncount - 1], pgoff,
 973                                         PAGE_SIZE - pgoff);
 974                         }
 975                 } else {
 976                         maxsize = 0;
 977                         ncount = 0;
 978                 }
 979                 if (ncount < count) {
 980                         for (i = ncount; i < count; i++) {
 981                                 rtvals[i] = VM_PAGER_BAD;
 982                         }
 983                 }
 984         }
 985
 986         /*
 987          * pageouts are already clustered, use IO_ASYNC to force a bawrite()
 988          * rather then a bdwrite() to prevent paging I/O from saturating
 989          * the buffer cache.  Dummy-up the sequential heuristic to cause
 990          * large ranges to cluster.  If neither IO_SYNC or IO_ASYNC is set,
 991          * the system decides how to cluster.
 992          */
 993         ioflags = IO_VMIO;
 994         if (flags & (VM_PAGER_PUT_SYNC | VM_PAGER_PUT_INVAL))
 995                 ioflags |= IO_SYNC;
 996         else if ((flags & VM_PAGER_CLUSTER_OK) == 0)
 997                 ioflags |= IO_ASYNC;
 998         ioflags |= (flags & VM_PAGER_PUT_INVAL) ? IO_INVAL: 0;
 999         ioflags |= IO_SEQMAX << IO_SEQSHIFT;
1000
1001         aiov.iov_base = (caddr_t) 0;
1002         aiov.iov_len = maxsize;
1003         auio.uio_iov = &aiov;
1004         auio.uio_iovcnt = 1;
1005         auio.uio_offset = poffset;
1006         auio.uio_segflg = UIO_NOCOPY;
1007         auio.uio_rw = UIO_WRITE;
1008         auio.uio_resid = maxsize;
1009         auio.uio_td = NULL;
1010         error = VOP_WRITE(vp, &auio, ioflags, proc0.p_ucred);
1011         mycpu->gd_cnt.v_vnodeout++;
1012         mycpu->gd_cnt.v_vnodepgsout += ncount;
1013
1014         if (error) {
1015                 printf("vnode_pager_putpages: I/O error %d\n", error);
1016         }
1017         if (auio.uio_resid) {
1018                 printf("vnode_pager_putpages: residual I/O %d at %lu\n",
1019                     auio.uio_resid, (u_long)m[0]->pindex);
1020         }
1021         for (i = 0; i < ncount; i++) {
1022                 rtvals[i] = VM_PAGER_OK;
1023         }
1024         return rtvals[0];
1025 }
1026
1027 struct vnode *
1028 vnode_pager_lock(vm_object_t object)
1029 {
1030         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
1031         int error;
1032
1033         for (; object != NULL; object = object->backing_object) {
1034                 if (object->type != OBJT_VNODE)
1035                         continue;
1036                 if (object->flags & OBJ_DEAD)
1037                         return NULL;
1038
1039                 for (;;) {
1040                         struct vnode *vp = object->handle;
1041                         error = vget(vp, LK_NOPAUSE | LK_SHARED |
1042                                          LK_RETRY | LK_CANRECURSE, td);
1043                         if (error == 0) {
1044                                 if (object->handle != vp) {
1045                                         vput(vp);
1046                                         continue;
1047                                 }
1048                                 return (vp);
1049                         }
1050                         if ((object->flags & OBJ_DEAD) ||
1051                             (object->type != OBJT_VNODE)) {
1052                                 return NULL;
1053                         }
1054                         printf("vnode_pager_lock: vp %p error %d lockstatus %d, retrying\n", vp, error, lockstatus(&vp->v_lock, td));
1055                         tsleep(object->handle, 0, "vnpgrl", hz);
1056                 }
1057         }
1058         return NULL;
1059 }