Merge branch 'vendor/OPENSSL'
[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         case HAMMER_STRUCTURE_DUMMY:
123                 panic("hammer_io_disassociate: bad io type");
124                 break;
125         }
126 }
127
128 /*
129  * Wait for any physical IO to complete
130  *
131  * XXX we aren't interlocked against a spinlock or anything so there
132  *     is a small window in the interlock / io->running == 0 test.
133  */
134 void
135 hammer_io_wait(hammer_io_t io)
136 {
137         if (io->running) {
138                 for (;;) {
139                         io->waiting = 1;
140                         tsleep_interlock(io, 0);
141                         if (io->running == 0)
142                                 break;
143                         tsleep(io, PINTERLOCKED, "hmrflw", hz);
144                         if (io->running == 0)
145                                 break;
146                 }
147         }
148 }
149
150 /*
151  * Wait for all currently queued HAMMER-initiated I/Os to complete.
152  *
153  * This is not supposed to count direct I/O's but some can leak
154  * through (for non-full-sized direct I/Os).
155  */
156 void
157 hammer_io_wait_all(hammer_mount_t hmp, const char *ident, int doflush)
158 {
159         struct hammer_io iodummy;
160         hammer_io_t io;
161
162         /*
163          * Degenerate case, no I/O is running
164          */
165         crit_enter();
166         if (TAILQ_EMPTY(&hmp->iorun_list)) {
167                 crit_exit();
168                 if (doflush)
169                         hammer_io_flush_sync(hmp);
170                 return;
171         }
172         bzero(&iodummy, sizeof(iodummy));
173         iodummy.type = HAMMER_STRUCTURE_DUMMY;
174
175         /*
176          * Add placemarker and then wait until it becomes the head of
177          * the list.
178          */
179         TAILQ_INSERT_TAIL(&hmp->iorun_list, &iodummy, iorun_entry);
180         while (TAILQ_FIRST(&hmp->iorun_list) != &iodummy) {
181                 tsleep(&iodummy, 0, ident, 0);
182         }
183
184         /*
185          * Chain in case several placemarkers are present.
186          */
187         TAILQ_REMOVE(&hmp->iorun_list, &iodummy, iorun_entry);
188         io = TAILQ_FIRST(&hmp->iorun_list);
189         if (io && io->type == HAMMER_STRUCTURE_DUMMY)
190                 wakeup(io);
191         crit_exit();
192
193         if (doflush)
194                 hammer_io_flush_sync(hmp);
195 }
196
197 /*
198  * Clear a flagged error condition on a I/O buffer.  The caller must hold
199  * its own ref on the buffer.
200  */
201 void
202 hammer_io_clear_error(struct hammer_io *io)
203 {
204         if (io->ioerror) {
205                 io->ioerror = 0;
206                 hammer_unref(&io->lock);
207                 KKASSERT(io->lock.refs > 0);
208         }
209 }
210
211 /*
212  * This is an advisory function only which tells the buffer cache
213  * the bp is not a meta-data buffer, even though it is backed by
214  * a block device.
215  *
216  * This is used by HAMMER's reblocking code to avoid trying to
217  * swapcache the filesystem's data when it is read or written
218  * by the reblocking code.
219  */
220 void
221 hammer_io_notmeta(hammer_buffer_t buffer)
222 {
223         buffer->io.bp->b_flags |= B_NOTMETA;
224 }
225
226
227 #define HAMMER_MAXRA    4
228
229 /*
230  * Load bp for a HAMMER structure.  The io must be exclusively locked by
231  * the caller.
232  *
233  * This routine is mostly used on meta-data and small-data blocks.  Generally
234  * speaking HAMMER assumes some locality of reference and will cluster 
235  * a 64K read.
236  *
237  * Note that clustering occurs at the device layer, not the logical layer.
238  * If the buffers do not apply to the current operation they may apply to
239  * some other.
240  */
241 int
242 hammer_io_read(struct vnode *devvp, struct hammer_io *io, hammer_off_t limit)
243 {
244         struct buf *bp;
245         int   error;
246
247         if ((bp = io->bp) == NULL) {
248                 hammer_count_io_running_read += io->bytes;
249                 if (hammer_cluster_enable) {
250                         error = cluster_read(devvp, limit,
251                                              io->offset, io->bytes,
252                                              HAMMER_CLUSTER_SIZE,
253                                              HAMMER_CLUSTER_BUFS, &io->bp);
254                 } else {
255                         error = bread(devvp, io->offset, io->bytes, &io->bp);
256                 }
257                 hammer_stats_disk_read += io->bytes;
258                 hammer_count_io_running_read -= io->bytes;
259
260                 /*
261                  * The code generally assumes b_ops/b_dep has been set-up,
262                  * even if we error out here.
263                  */
264                 bp = io->bp;
265                 bp->b_ops = &hammer_bioops;
266                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
267                 LIST_INSERT_HEAD(&bp->b_dep, &io->worklist, node);
268                 BUF_KERNPROC(bp);
269                 KKASSERT(io->modified == 0);
270                 KKASSERT(io->running == 0);
271                 KKASSERT(io->waiting == 0);
272                 io->released = 0;       /* we hold an active lock on bp */
273         } else {
274                 error = 0;
275         }
276         return(error);
277 }
278
279 /*
280  * Similar to hammer_io_read() but returns a zero'd out buffer instead.
281  * Must be called with the IO exclusively locked.
282  *
283  * vfs_bio_clrbuf() is kinda nasty, enforce serialization against background
284  * I/O by forcing the buffer to not be in a released state before calling
285  * it.
286  *
287  * This function will also mark the IO as modified but it will not
288  * increment the modify_refs count.
289  */
290 int
291 hammer_io_new(struct vnode *devvp, struct hammer_io *io)
292 {
293         struct buf *bp;
294
295         if ((bp = io->bp) == NULL) {
296                 io->bp = getblk(devvp, io->offset, io->bytes, 0, 0);
297                 bp = io->bp;
298                 bp->b_ops = &hammer_bioops;
299                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
300                 LIST_INSERT_HEAD(&bp->b_dep, &io->worklist, node);
301                 io->released = 0;
302                 KKASSERT(io->running == 0);
303                 io->waiting = 0;
304                 BUF_KERNPROC(bp);
305         } else {
306                 if (io->released) {
307                         regetblk(bp);
308                         BUF_KERNPROC(bp);
309                         io->released = 0;
310                 }
311         }
312         hammer_io_modify(io, 0);
313         vfs_bio_clrbuf(bp);
314         return(0);
315 }
316
317 /*
318  * Advance the activity count on the underlying buffer because
319  * HAMMER does not getblk/brelse on every access.
320  */
321 void
322 hammer_io_advance(struct hammer_io *io)
323 {
324         if (io->bp)
325                 buf_act_advance(io->bp);
326 }
327
328 /*
329  * Remove potential device level aliases against buffers managed by high level
330  * vnodes.  Aliases can also be created due to mixed buffer sizes or via
331  * direct access to the backing store device.
332  *
333  * This is nasty because the buffers are also VMIO-backed.  Even if a buffer
334  * does not exist its backing VM pages might, and we have to invalidate
335  * those as well or a getblk() will reinstate them.
336  *
337  * Buffer cache buffers associated with hammer_buffers cannot be
338  * invalidated.
339  */
340 int
341 hammer_io_inval(hammer_volume_t volume, hammer_off_t zone2_offset)
342 {
343         hammer_io_structure_t iou;
344         hammer_off_t phys_offset;
345         struct buf *bp;
346         int error;
347
348         phys_offset = volume->ondisk->vol_buf_beg +
349                       (zone2_offset & HAMMER_OFF_SHORT_MASK);
350         crit_enter();
351         if ((bp = findblk(volume->devvp, phys_offset, FINDBLK_TEST)) != NULL)
352                 bp = getblk(volume->devvp, phys_offset, bp->b_bufsize, 0, 0);
353         else
354                 bp = getblk(volume->devvp, phys_offset, HAMMER_BUFSIZE, 0, 0);
355         if ((iou = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
356 #if 0
357                 hammer_ref(&iou->io.lock);
358                 hammer_io_clear_modify(&iou->io, 1);
359                 bundirty(bp);
360                 iou->io.released = 0;
361                 BUF_KERNPROC(bp);
362                 iou->io.reclaim = 1;
363                 iou->io.waitdep = 1;
364                 KKASSERT(iou->io.lock.refs == 1);
365                 hammer_rel_buffer(&iou->buffer, 0);
366                 /*hammer_io_deallocate(bp);*/
367 #endif
368                 bqrelse(bp);
369                 error = EAGAIN;
370         } else {
371                 KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0);
372                 bundirty(bp);
373                 bp->b_flags |= B_NOCACHE|B_RELBUF;
374                 brelse(bp);
375                 error = 0;
376         }
377         crit_exit();
378         return(error);
379 }
380
381 /*
382  * This routine is called on the last reference to a hammer structure.
383  * The io is usually interlocked with io.loading and io.refs must be 1.
384  *
385  * This routine may return a non-NULL bp to the caller for dispoal.  Disposal
386  * simply means the caller finishes decrementing the ref-count on the 
387  * IO structure then brelse()'s the bp.  The bp may or may not still be
388  * passively associated with the IO.
389  * 
390  * The only requirement here is that modified meta-data and volume-header
391  * buffer may NOT be disassociated from the IO structure, and consequently
392  * we also leave such buffers actively associated with the IO if they already
393  * are (since the kernel can't do anything with them anyway).  Only the
394  * flusher is allowed to write such buffers out.  Modified pure-data and
395  * undo buffers are returned to the kernel but left passively associated
396  * so we can track when the kernel writes the bp out.
397  */
398 struct buf *
399 hammer_io_release(struct hammer_io *io, int flush)
400 {
401         union hammer_io_structure *iou = (void *)io;
402         struct buf *bp;
403
404         if ((bp = io->bp) == NULL)
405                 return(NULL);
406
407         /*
408          * Try to flush a dirty IO to disk if asked to by the
409          * caller or if the kernel tried to flush the buffer in the past.
410          *
411          * Kernel-initiated flushes are only allowed for pure-data buffers.
412          * meta-data and volume buffers can only be flushed explicitly
413          * by HAMMER.
414          */
415         if (io->modified) {
416                 if (flush) {
417                         hammer_io_flush(io, 0);
418                 } else if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
419                         switch(io->type) {
420                         case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
421                                 hammer_io_flush(io, 0);
422                                 break;
423                         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
424                                 hammer_io_flush(io, hammer_undo_reclaim(io));
425                                 break;
426                         default:
427                                 break;
428                         }
429                 } /* else no explicit request to flush the buffer */
430         }
431
432         /*
433          * Wait for the IO to complete if asked to.  This occurs when
434          * the buffer must be disposed of definitively during an umount
435          * or buffer invalidation.
436          */
437         if (io->waitdep && io->running) {
438                 hammer_io_wait(io);
439         }
440
441         /*
442          * Return control of the buffer to the kernel (with the provisio
443          * that our bioops can override kernel decisions with regards to
444          * the buffer).
445          */
446         if ((flush || io->reclaim) && io->modified == 0 && io->running == 0) {
447                 /*
448                  * Always disassociate the bp if an explicit flush
449                  * was requested and the IO completed with no error
450                  * (so unmount can really clean up the structure).
451                  */
452                 if (io->released) {
453                         regetblk(bp);
454                         BUF_KERNPROC(bp);
455                 } else {
456                         io->released = 1;
457                 }
458                 hammer_io_disassociate((hammer_io_structure_t)io);
459                 /* return the bp */
460         } else if (io->modified) {
461                 /*
462                  * Only certain IO types can be released to the kernel if
463                  * the buffer has been modified.
464                  *
465                  * volume and meta-data IO types may only be explicitly
466                  * flushed by HAMMER.
467                  */
468                 switch(io->type) {
469                 case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
470                 case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
471                         if (io->released == 0) {
472                                 io->released = 1;
473                                 bdwrite(bp);
474                         }
475                         break;
476                 default:
477                         break;
478                 }
479                 bp = NULL;      /* bp left associated */
480         } else if (io->released == 0) {
481                 /*
482                  * Clean buffers can be generally released to the kernel.
483                  * We leave the bp passively associated with the HAMMER
484                  * structure and use bioops to disconnect it later on
485                  * if the kernel wants to discard the buffer.
486                  *
487                  * We can steal the structure's ownership of the bp.
488                  */
489                 io->released = 1;
490                 if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
491                         hammer_io_disassociate(iou);
492                         /* return the bp */
493                 } else {
494                         if (io->reclaim) {
495                                 hammer_io_disassociate(iou);
496                                 /* return the bp */
497                         } else {
498                                 /* return the bp (bp passively associated) */
499                         }
500                 }
501         } else {
502                 /*
503                  * A released buffer is passively associate with our
504                  * hammer_io structure.  The kernel cannot destroy it
505                  * without making a bioops call.  If the kernel (B_LOCKED)
506                  * or we (reclaim) requested that the buffer be destroyed
507                  * we destroy it, otherwise we do a quick get/release to
508                  * reset its position in the kernel's LRU list.
509                  *
510                  * Leaving the buffer passively associated allows us to
511                  * use the kernel's LRU buffer flushing mechanisms rather
512                  * then rolling our own.
513                  *
514                  * XXX there are two ways of doing this.  We can re-acquire
515                  * and passively release to reset the LRU, or not.
516                  */
517                 if (io->running == 0) {
518                         regetblk(bp);
519                         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) || io->reclaim) {
520                                 hammer_io_disassociate(iou);
521                                 /* return the bp */
522                         } else {
523                                 /* return the bp (bp passively associated) */
524                         }
525                 } else {
526                         /*
527                          * bp is left passively associated but we do not
528                          * try to reacquire it.  Interactions with the io
529                          * structure will occur on completion of the bp's
530                          * I/O.
531                          */
532                         bp = NULL;
533                 }
534         }
535         return(bp);
536 }
537
538 /*
539  * This routine is called with a locked IO when a flush is desired and
540  * no other references to the structure exists other then ours.  This
541  * routine is ONLY called when HAMMER believes it is safe to flush a
542  * potentially modified buffer out.
543  */
544 void
545 hammer_io_flush(struct hammer_io *io, int reclaim)
546 {
547         struct buf *bp;
548
549         /*
550          * Degenerate case - nothing to flush if nothing is dirty.
551          */
552         if (io->modified == 0) {
553                 return;
554         }
555
556         KKASSERT(io->bp);
557         KKASSERT(io->modify_refs <= 0);
558
559         /*
560          * Acquire ownership of the bp, particularly before we clear our
561          * modified flag.
562          *
563          * We are going to bawrite() this bp.  Don't leave a window where
564          * io->released is set, we actually own the bp rather then our
565          * buffer.
566          */
567         bp = io->bp;
568         if (io->released) {
569                 regetblk(bp);
570                 /* BUF_KERNPROC(io->bp); */
571                 /* io->released = 0; */
572                 KKASSERT(io->released);
573                 KKASSERT(io->bp == bp);
574         }
575         io->released = 1;
576
577         if (reclaim) {
578                 io->reclaim = 1;
579                 if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0) {
580                         bp->b_flags |= B_LOCKED;
581                         ++hammer_count_io_locked;
582                 }
583         }
584
585         /*
586          * Acquire exclusive access to the bp and then clear the modified
587          * state of the buffer prior to issuing I/O to interlock any
588          * modifications made while the I/O is in progress.  This shouldn't
589          * happen anyway but losing data would be worse.  The modified bit
590          * will be rechecked after the IO completes.
591          *
592          * NOTE: This call also finalizes the buffer's content (inval == 0).
593          *
594          * This is only legal when lock.refs == 1 (otherwise we might clear
595          * the modified bit while there are still users of the cluster
596          * modifying the data).
597          *
598          * Do this before potentially blocking so any attempt to modify the
599          * ondisk while we are blocked blocks waiting for us.
600          */
601         hammer_ref(&io->lock);
602         hammer_io_clear_modify(io, 0);
603         hammer_unref(&io->lock);
604
605         if (hammer_debug_io & 0x0002)
606                 kprintf("hammer io_write %016jx\n", bp->b_bio1.bio_offset);
607
608         /*
609          * Transfer ownership to the kernel and initiate I/O.
610          */
611         io->running = 1;
612         io->hmp->io_running_space += io->bytes;
613         TAILQ_INSERT_TAIL(&io->hmp->iorun_list, io, iorun_entry);
614         hammer_count_io_running_write += io->bytes;
615         bawrite(bp);
616         hammer_io_flush_mark(io->volume);
617 }
618
619 /************************************************************************
620  *                              BUFFER DIRTYING                         *
621  ************************************************************************
622  *
623  * These routines deal with dependancies created when IO buffers get
624  * modified.  The caller must call hammer_modify_*() on a referenced
625  * HAMMER structure prior to modifying its on-disk data.
626  *
627  * Any intent to modify an IO buffer acquires the related bp and imposes
628  * various write ordering dependancies.
629  */
630
631 /*
632  * Mark a HAMMER structure as undergoing modification.  Meta-data buffers
633  * are locked until the flusher can deal with them, pure data buffers
634  * can be written out.
635  */
636 static
637 void
638 hammer_io_modify(hammer_io_t io, int count)
639 {
640         /*
641          * io->modify_refs must be >= 0
642          */
643         while (io->modify_refs < 0) {
644                 io->waitmod = 1;
645                 tsleep(io, 0, "hmrmod", 0);
646         }
647
648         /*
649          * Shortcut if nothing to do.
650          */
651         KKASSERT(io->lock.refs != 0 && io->bp != NULL);
652         io->modify_refs += count;
653         if (io->modified && io->released == 0)
654                 return;
655
656         hammer_lock_ex(&io->lock);
657         if (io->modified == 0) {
658                 hammer_io_set_modlist(io);
659                 io->modified = 1;
660         }
661         if (io->released) {
662                 regetblk(io->bp);
663                 BUF_KERNPROC(io->bp);
664                 io->released = 0;
665                 KKASSERT(io->modified != 0);
666         }
667         hammer_unlock(&io->lock);
668 }
669
670 static __inline
671 void
672 hammer_io_modify_done(hammer_io_t io)
673 {
674         KKASSERT(io->modify_refs > 0);
675         --io->modify_refs;
676         if (io->modify_refs == 0 && io->waitmod) {
677                 io->waitmod = 0;
678                 wakeup(io);
679         }
680 }
681
682 void
683 hammer_io_write_interlock(hammer_io_t io)
684 {
685         while (io->modify_refs != 0) {
686                 io->waitmod = 1;
687                 tsleep(io, 0, "hmrmod", 0);
688         }
689         io->modify_refs = -1;
690 }
691
692 void
693 hammer_io_done_interlock(hammer_io_t io)
694 {
695         KKASSERT(io->modify_refs == -1);
696         io->modify_refs = 0;
697         if (io->waitmod) {
698                 io->waitmod = 0;
699                 wakeup(io);
700         }
701 }
702
703 /*
704  * Caller intends to modify a volume's ondisk structure.
705  *
706  * This is only allowed if we are the flusher or we have a ref on the
707  * sync_lock.
708  */
709 void
710 hammer_modify_volume(hammer_transaction_t trans, hammer_volume_t volume,
711                      void *base, int len)
712 {
713         KKASSERT (trans == NULL || trans->sync_lock_refs > 0);
714
715         hammer_io_modify(&volume->io, 1);
716         if (len) {
717                 intptr_t rel_offset = (intptr_t)base - (intptr_t)volume->ondisk;
718                 KKASSERT((rel_offset & ~(intptr_t)HAMMER_BUFMASK) == 0);
719                 hammer_generate_undo(trans,
720                          HAMMER_ENCODE_RAW_VOLUME(volume->vol_no, rel_offset),
721                          base, len);
722         }
723 }
724
725 /*
726  * Caller intends to modify a buffer's ondisk structure.
727  *
728  * This is only allowed if we are the flusher or we have a ref on the
729  * sync_lock.
730  */
731 void
732 hammer_modify_buffer(hammer_transaction_t trans, hammer_buffer_t buffer,
733                      void *base, int len)
734 {
735         KKASSERT (trans == NULL || trans->sync_lock_refs > 0);
736
737         hammer_io_modify(&buffer->io, 1);
738         if (len) {
739                 intptr_t rel_offset = (intptr_t)base - (intptr_t)buffer->ondisk;
740                 KKASSERT((rel_offset & ~(intptr_t)HAMMER_BUFMASK) == 0);
741                 hammer_generate_undo(trans,
742                                      buffer->zone2_offset + rel_offset,
743                                      base, len);
744         }
745 }
746
747 void
748 hammer_modify_volume_done(hammer_volume_t volume)
749 {
750         hammer_io_modify_done(&volume->io);
751 }
752
753 void
754 hammer_modify_buffer_done(hammer_buffer_t buffer)
755 {
756         hammer_io_modify_done(&buffer->io);
757 }
758
759 /*
760  * Mark an entity as not being dirty any more and finalize any
761  * delayed adjustments to the buffer.
762  *
763  * Delayed adjustments are an important performance enhancement, allowing
764  * us to avoid recalculating B-Tree node CRCs over and over again when
765  * making bulk-modifications to the B-Tree.
766  *
767  * If inval is non-zero delayed adjustments are ignored.
768  *
769  * This routine may dereference related btree nodes and cause the
770  * buffer to be dereferenced.  The caller must own a reference on io.
771  */
772 void
773 hammer_io_clear_modify(struct hammer_io *io, int inval)
774 {
775         if (io->modified == 0)
776                 return;
777
778         /*
779          * Take us off the mod-list and clear the modified bit.
780          */
781         KKASSERT(io->mod_list != NULL);
782         if (io->mod_list == &io->hmp->volu_list ||
783             io->mod_list == &io->hmp->meta_list) {
784                 io->hmp->locked_dirty_space -= io->bytes;
785                 hammer_count_dirtybufspace -= io->bytes;
786         }
787         TAILQ_REMOVE(io->mod_list, io, mod_entry);
788         io->mod_list = NULL;
789         io->modified = 0;
790
791         /*
792          * If this bit is not set there are no delayed adjustments.
793          */
794         if (io->gencrc == 0)
795                 return;
796         io->gencrc = 0;
797
798         /*
799          * Finalize requested CRCs.  The NEEDSCRC flag also holds a reference
800          * on the node (& underlying buffer).  Release the node after clearing
801          * the flag.
802          */
803         if (io->type == HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER) {
804                 hammer_buffer_t buffer = (void *)io;
805                 hammer_node_t node;
806
807 restart:
808                 TAILQ_FOREACH(node, &buffer->clist, entry) {
809                         if ((node->flags & HAMMER_NODE_NEEDSCRC) == 0)
810                                 continue;
811                         node->flags &= ~HAMMER_NODE_NEEDSCRC;
812                         KKASSERT(node->ondisk);
813                         if (inval == 0)
814                                 node->ondisk->crc = crc32(&node->ondisk->crc + 1, HAMMER_BTREE_CRCSIZE);
815                         hammer_rel_node(node);
816                         goto restart;
817                 }
818         }
819         /* caller must still have ref on io */
820         KKASSERT(io->lock.refs > 0);
821 }
822
823 /*
824  * Clear the IO's modify list.  Even though the IO is no longer modified
825  * it may still be on the lose_list.  This routine is called just before
826  * the governing hammer_buffer is destroyed.
827  */
828 void
829 hammer_io_clear_modlist(struct hammer_io *io)
830 {
831         KKASSERT(io->modified == 0);
832         if (io->mod_list) {
833                 crit_enter();   /* biodone race against list */
834                 KKASSERT(io->mod_list == &io->hmp->lose_list);
835                 TAILQ_REMOVE(io->mod_list, io, mod_entry);
836                 io->mod_list = NULL;
837                 crit_exit();
838         }
839 }
840
841 static void
842 hammer_io_set_modlist(struct hammer_io *io)
843 {
844         struct hammer_mount *hmp = io->hmp;
845
846         KKASSERT(io->mod_list == NULL);
847
848         switch(io->type) {
849         case HAMMER_STRUCTURE_VOLUME:
850                 io->mod_list = &hmp->volu_list;
851                 hmp->locked_dirty_space += io->bytes;
852                 hammer_count_dirtybufspace += io->bytes;
853                 break;
854         case HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER:
855                 io->mod_list = &hmp->meta_list;
856                 hmp->locked_dirty_space += io->bytes;
857                 hammer_count_dirtybufspace += io->bytes;
858                 break;
859         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
860                 io->mod_list = &hmp->undo_list;
861                 break;
862         case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
863                 io->mod_list = &hmp->data_list;
864                 break;
865         case HAMMER_STRUCTURE_DUMMY:
866                 panic("hammer_io_disassociate: bad io type");
867                 break;
868         }
869         TAILQ_INSERT_TAIL(io->mod_list, io, mod_entry);
870 }
871
872 /************************************************************************
873  *                              HAMMER_BIOOPS                           *
874  ************************************************************************
875  *
876  */
877
878 /*
879  * Pre-IO initiation kernel callback - cluster build only
880  */
881 static void
882 hammer_io_start(struct buf *bp)
883 {
884 }
885
886 /*
887  * Post-IO completion kernel callback - MAY BE CALLED FROM INTERRUPT!
888  *
889  * NOTE: HAMMER may modify a buffer after initiating I/O.  The modified bit
890  * may also be set if we were marking a cluster header open.  Only remove
891  * our dependancy if the modified bit is clear.
892  */
893 static void
894 hammer_io_complete(struct buf *bp)
895 {
896         union hammer_io_structure *iou = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep);
897         struct hammer_io *ionext;
898
899         KKASSERT(iou->io.released == 1);
900
901         /*
902          * Deal with people waiting for I/O to drain
903          */
904         if (iou->io.running) {
905                 /*
906                  * Deal with critical write errors.  Once a critical error
907                  * has been flagged in hmp the UNDO FIFO will not be updated.
908                  * That way crash recover will give us a consistent
909                  * filesystem.
910                  *
911                  * Because of this we can throw away failed UNDO buffers.  If
912                  * we throw away META or DATA buffers we risk corrupting
913                  * the now read-only version of the filesystem visible to
914                  * the user.  Clear B_ERROR so the buffer is not re-dirtied
915                  * by the kernel and ref the io so it doesn't get thrown
916                  * away.
917                  */
918                 if (bp->b_flags & B_ERROR) {
919                         hammer_critical_error(iou->io.hmp, NULL, bp->b_error,
920                                               "while flushing meta-data");
921                         switch(iou->io.type) {
922                         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
923                                 break;
924                         default:
925                                 if (iou->io.ioerror == 0) {
926                                         iou->io.ioerror = 1;
927                                         if (iou->io.lock.refs == 0)
928                                                 ++hammer_count_refedbufs;
929                                         hammer_ref(&iou->io.lock);
930                                 }
931                                 break;
932                         }
933                         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
934                         bundirty(bp);
935 #if 0
936                         hammer_io_set_modlist(&iou->io);
937                         iou->io.modified = 1;
938 #endif
939                 }
940                 hammer_stats_disk_write += iou->io.bytes;
941                 hammer_count_io_running_write -= iou->io.bytes;
942                 iou->io.hmp->io_running_space -= iou->io.bytes;
943                 KKASSERT(iou->io.hmp->io_running_space >= 0);
944                 iou->io.running = 0;
945
946                 /*
947                  * Remove from iorun list and wakeup any multi-io waiter(s).
948                  */
949                 if (TAILQ_FIRST(&iou->io.hmp->iorun_list) == &iou->io) {
950                         ionext = TAILQ_NEXT(&iou->io, iorun_entry);
951                         if (ionext && ionext->type == HAMMER_STRUCTURE_DUMMY)
952                                 wakeup(ionext);
953                 }
954                 TAILQ_REMOVE(&iou->io.hmp->iorun_list, &iou->io, iorun_entry);
955         } else {
956                 hammer_stats_disk_read += iou->io.bytes;
957         }
958
959         if (iou->io.waiting) {
960                 iou->io.waiting = 0;
961                 wakeup(iou);
962         }
963
964         /*
965          * If B_LOCKED is set someone wanted to deallocate the bp at some
966          * point, do it now if refs has become zero.
967          */
968         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) && iou->io.lock.refs == 0) {
969                 KKASSERT(iou->io.modified == 0);
970                 --hammer_count_io_locked;
971                 bp->b_flags &= ~B_LOCKED;
972                 hammer_io_deallocate(bp);
973                 /* structure may be dead now */
974         }
975 }
976
977 /*
978  * Callback from kernel when it wishes to deallocate a passively
979  * associated structure.  This mostly occurs with clean buffers
980  * but it may be possible for a holding structure to be marked dirty
981  * while its buffer is passively associated.  The caller owns the bp.
982  *
983  * If we cannot disassociate we set B_LOCKED to prevent the buffer
984  * from getting reused.
985  *
986  * WARNING: Because this can be called directly by getnewbuf we cannot
987  * recurse into the tree.  If a bp cannot be immediately disassociated
988  * our only recourse is to set B_LOCKED.
989  *
990  * WARNING: This may be called from an interrupt via hammer_io_complete()
991  */
992 static void
993 hammer_io_deallocate(struct buf *bp)
994 {
995         hammer_io_structure_t iou = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep);
996
997         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 && iou->io.running == 0);
998         if (iou->io.lock.refs > 0 || iou->io.modified) {
999                 /*
1000                  * It is not legal to disassociate a modified buffer.  This
1001                  * case really shouldn't ever occur.
1002                  */
1003                 bp->b_flags |= B_LOCKED;
1004                 ++hammer_count_io_locked;
1005         } else {
1006                 /*
1007                  * Disassociate the BP.  If the io has no refs left we
1008                  * have to add it to the loose list.
1009                  */
1010                 hammer_io_disassociate(iou);
1011                 if (iou->io.type != HAMMER_STRUCTURE_VOLUME) {
1012                         KKASSERT(iou->io.bp == NULL);
1013                         KKASSERT(iou->io.mod_list == NULL);
1014                         crit_enter();   /* biodone race against list */
1015                         iou->io.mod_list = &iou->io.hmp->lose_list;
1016                         TAILQ_INSERT_TAIL(iou->io.mod_list, &iou->io, mod_entry);
1017                         crit_exit();
1018                 }
1019         }
1020 }
1021
1022 static int
1023 hammer_io_fsync(struct vnode *vp)
1024 {
1025         return(0);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * NOTE: will not be called unless we tell the kernel about the
1030  * bioops.  Unused... we use the mount's VFS_SYNC instead.
1031  */
1032 static int
1033 hammer_io_sync(struct mount *mp)
1034 {
1035         return(0);
1036 }
1037
1038 static void
1039 hammer_io_movedeps(struct buf *bp1, struct buf *bp2)
1040 {
1041 }
1042
1043 /*
1044  * I/O pre-check for reading and writing.  HAMMER only uses this for
1045  * B_CACHE buffers so checkread just shouldn't happen, but if it does
1046  * allow it.
1047  *
1048  * Writing is a different case.  We don't want the kernel to try to write
1049  * out a buffer that HAMMER may be modifying passively or which has a
1050  * dependancy.  In addition, kernel-demanded writes can only proceed for
1051  * certain types of buffers (i.e. UNDO and DATA types).  Other dirty
1052  * buffer types can only be explicitly written by the flusher.
1053  *
1054  * checkwrite will only be called for bdwrite()n buffers.  If we return
1055  * success the kernel is guaranteed to initiate the buffer write.
1056  */
1057 static int
1058 hammer_io_checkread(struct buf *bp)
1059 {
1060         return(0);
1061 }
1062
1063 static int
1064 hammer_io_checkwrite(struct buf *bp)
1065 {
1066         hammer_io_t io = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep);
1067
1068         /*
1069          * This shouldn't happen under normal operation.
1070          */
1071         if (io->type == HAMMER_STRUCTURE_VOLUME ||
1072             io->type == HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER) {
1073                 if (!panicstr)
1074                         panic("hammer_io_checkwrite: illegal buffer");
1075                 if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0) {
1076                         bp->b_flags |= B_LOCKED;
1077                         ++hammer_count_io_locked;
1078                 }
1079                 return(1);
1080         }
1081
1082         /*
1083          * We can only clear the modified bit if the IO is not currently
1084          * undergoing modification.  Otherwise we may miss changes.
1085          *
1086          * Only data and undo buffers can reach here.  These buffers do
1087          * not have terminal crc functions but we temporarily reference
1088          * the IO anyway, just in case.
1089          */
1090         if (io->modify_refs == 0 && io->modified) {
1091                 hammer_ref(&io->lock);
1092                 hammer_io_clear_modify(io, 0);
1093                 hammer_unref(&io->lock);
1094         } else if (io->modified) {
1095                 KKASSERT(io->type == HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER);
1096         }
1097
1098         /*
1099          * The kernel is going to start the IO, set io->running.
1100          */
1101         KKASSERT(io->running == 0);
1102         io->running = 1;
1103         io->hmp->io_running_space += io->bytes;
1104         TAILQ_INSERT_TAIL(&io->hmp->iorun_list, io, iorun_entry);
1105         hammer_count_io_running_write += io->bytes;
1106         return(0);
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Return non-zero if we wish to delay the kernel's attempt to flush
1111  * this buffer to disk.
1112  */
1113 static int
1114 hammer_io_countdeps(struct buf *bp, int n)
1115 {
1116         return(0);
1117 }
1118
1119 struct bio_ops hammer_bioops = {
1120         .io_start       = hammer_io_start,
1121         .io_complete    = hammer_io_complete,
1122         .io_deallocate  = hammer_io_deallocate,
1123         .io_fsync       = hammer_io_fsync,
1124         .io_sync        = hammer_io_sync,
1125         .io_movedeps    = hammer_io_movedeps,
1126         .io_countdeps   = hammer_io_countdeps,
1127         .io_checkread   = hammer_io_checkread,
1128         .io_checkwrite  = hammer_io_checkwrite,
1129 };
1130
1131 /************************************************************************
1132  *                              DIRECT IO OPS                           *
1133  ************************************************************************
1134  *
1135  * These functions operate directly on the buffer cache buffer associated
1136  * with a front-end vnode rather then a back-end device vnode.
1137  */
1138
1139 /*
1140  * Read a buffer associated with a front-end vnode directly from the
1141  * disk media.  The bio may be issued asynchronously.  If leaf is non-NULL
1142  * we validate the CRC.
1143  *
1144  * We must check for the presence of a HAMMER buffer to handle the case
1145  * where the reblocker has rewritten the data (which it does via the HAMMER
1146  * buffer system, not via the high-level vnode buffer cache), but not yet
1147  * committed the buffer to the media. 
1148  */
1149 int
1150 hammer_io_direct_read(hammer_mount_t hmp, struct bio *bio,
1151                       hammer_btree_leaf_elm_t leaf)
1152 {
1153         hammer_off_t buf_offset;
1154         hammer_off_t zone2_offset;
1155         hammer_volume_t volume;
1156         struct buf *bp;
1157         struct bio *nbio;
1158         int vol_no;
1159         int error;
1160
1161         buf_offset = bio->bio_offset;
1162         KKASSERT((buf_offset & HAMMER_OFF_ZONE_MASK) ==
1163                  HAMMER_ZONE_LARGE_DATA);
1164
1165         /*
1166          * The buffer cache may have an aliased buffer (the reblocker can
1167          * write them).  If it does we have to sync any dirty data before
1168          * we can build our direct-read.  This is a non-critical code path.
1169          */
1170         bp = bio->bio_buf;
1171         hammer_sync_buffers(hmp, buf_offset, bp->b_bufsize);
1172
1173         /*
1174          * Resolve to a zone-2 offset.  The conversion just requires
1175          * munging the top 4 bits but we want to abstract it anyway
1176          * so the blockmap code can verify the zone assignment.
1177          */
1178         zone2_offset = hammer_blockmap_lookup(hmp, buf_offset, &error);
1179         if (error)
1180                 goto done;
1181         KKASSERT((zone2_offset & HAMMER_OFF_ZONE_MASK) ==
1182                  HAMMER_ZONE_RAW_BUFFER);
1183
1184         /*
1185          * Resolve volume and raw-offset for 3rd level bio.  The
1186          * offset will be specific to the volume.
1187          */
1188         vol_no = HAMMER_VOL_DECODE(zone2_offset);
1189         volume = hammer_get_volume(hmp, vol_no, &error);
1190         if (error == 0 && zone2_offset >= volume->maxbuf_off)
1191                 error = EIO;
1192
1193         if (error == 0) {
1194                 /*
1195                  * 3rd level bio
1196                  */
1197                 nbio = push_bio(bio);
1198                 nbio->bio_offset = volume->ondisk->vol_buf_beg +
1199                                    (zone2_offset & HAMMER_OFF_SHORT_MASK);
1200 #if 0
1201                 /*
1202                  * XXX disabled - our CRC check doesn't work if the OS
1203                  * does bogus_page replacement on the direct-read.
1204                  */
1205                 if (leaf && hammer_verify_data) {
1206                         nbio->bio_done = hammer_io_direct_read_complete;
1207                         nbio->bio_caller_info1.uvalue32 = leaf->data_crc;
1208                 }
1209 #endif
1210                 hammer_stats_disk_read += bp->b_bufsize;
1211                 vn_strategy(volume->devvp, nbio);
1212         }
1213         hammer_rel_volume(volume, 0);
1214 done:
1215         if (error) {
1216                 kprintf("hammer_direct_read: failed @ %016llx\n",
1217                         (long long)zone2_offset);
1218                 bp->b_error = error;
1219                 bp->b_flags |= B_ERROR;
1220                 biodone(bio);
1221         }
1222         return(error);
1223 }
1224
1225 #if 0
1226 /*
1227  * On completion of the BIO this callback must check the data CRC
1228  * and chain to the previous bio.
1229  */
1230 static
1231 void
1232 hammer_io_direct_read_complete(struct bio *nbio)
1233 {
1234         struct bio *obio;
1235         struct buf *bp;
1236         u_int32_t rec_crc = nbio->bio_caller_info1.uvalue32;
1237
1238         bp = nbio->bio_buf;
1239         if (crc32(bp->b_data, bp->b_bufsize) != rec_crc) {
1240                 kprintf("HAMMER: data_crc error @%016llx/%d\n",
1241                         nbio->bio_offset, bp->b_bufsize);
1242                 if (hammer_debug_critical)
1243                         Debugger("data_crc on read");
1244                 bp->b_flags |= B_ERROR;
1245                 bp->b_error = EIO;
1246         }
1247         obio = pop_bio(nbio);
1248         biodone(obio);
1249 }
1250 #endif
1251
1252 /*
1253  * Write a buffer associated with a front-end vnode directly to the
1254  * disk media.  The bio may be issued asynchronously.
1255  *
1256  * The BIO is associated with the specified record and RECF_DIRECT_IO
1257  * is set.  The recorded is added to its object.
1258  */
1259 int
1260 hammer_io_direct_write(hammer_mount_t hmp, struct bio *bio,
1261                        hammer_record_t record)
1262 {
1263         hammer_btree_leaf_elm_t leaf = &record->leaf;
1264         hammer_off_t buf_offset;
1265         hammer_off_t zone2_offset;
1266         hammer_volume_t volume;
1267         hammer_buffer_t buffer;
1268         struct buf *bp;
1269         struct bio *nbio;
1270         char *ptr;
1271         int vol_no;
1272         int error;
1273
1274         buf_offset = leaf->data_offset;
1275
1276         KKASSERT(buf_offset > HAMMER_ZONE_BTREE);
1277         KKASSERT(bio->bio_buf->b_cmd == BUF_CMD_WRITE);
1278
1279         /*
1280          * Issue or execute the I/O.  The new memory record must replace
1281          * the old one before the I/O completes, otherwise a reaquisition of
1282          * the buffer will load the old media data instead of the new.
1283          */
1284         if ((buf_offset & HAMMER_BUFMASK) == 0 &&
1285             leaf->data_len >= HAMMER_BUFSIZE) {
1286                 /*
1287                  * We are using the vnode's bio to write directly to the
1288                  * media, any hammer_buffer at the same zone-X offset will
1289                  * now have stale data.
1290                  */
1291                 zone2_offset = hammer_blockmap_lookup(hmp, buf_offset, &error);
1292                 vol_no = HAMMER_VOL_DECODE(zone2_offset);
1293                 volume = hammer_get_volume(hmp, vol_no, &error);
1294
1295                 if (error == 0 && zone2_offset >= volume->maxbuf_off)
1296                         error = EIO;
1297                 if (error == 0) {
1298                         bp = bio->bio_buf;
1299                         KKASSERT((bp->b_bufsize & HAMMER_BUFMASK) == 0);
1300                         /*
1301                         hammer_del_buffers(hmp, buf_offset,
1302                                            zone2_offset, bp->b_bufsize);
1303                         */
1304
1305                         /*
1306                          * Second level bio - cached zone2 offset.
1307                          *
1308                          * (We can put our bio_done function in either the
1309                          *  2nd or 3rd level).
1310                          */
1311                         nbio = push_bio(bio);
1312                         nbio->bio_offset = zone2_offset;
1313                         nbio->bio_done = hammer_io_direct_write_complete;
1314                         nbio->bio_caller_info1.ptr = record;
1315                         record->zone2_offset = zone2_offset;
1316                         record->flags |= HAMMER_RECF_DIRECT_IO |
1317                                          HAMMER_RECF_DIRECT_INVAL;
1318
1319                         /*
1320                          * Third level bio - raw offset specific to the
1321                          * correct volume.
1322                          */
1323                         zone2_offset &= HAMMER_OFF_SHORT_MASK;
1324                         nbio = push_bio(nbio);
1325                         nbio->bio_offset = volume->ondisk->vol_buf_beg +
1326                                            zone2_offset;
1327                         hammer_stats_disk_write += bp->b_bufsize;
1328                         hammer_ip_replace_bulk(hmp, record);
1329                         vn_strategy(volume->devvp, nbio);
1330                         hammer_io_flush_mark(volume);
1331                 }
1332                 hammer_rel_volume(volume, 0);
1333         } else {
1334                 /* 
1335                  * Must fit in a standard HAMMER buffer.  In this case all
1336                  * consumers use the HAMMER buffer system and RECF_DIRECT_IO
1337                  * does not need to be set-up.
1338                  */
1339                 KKASSERT(((buf_offset ^ (buf_offset + leaf->data_len - 1)) & ~HAMMER_BUFMASK64) == 0);
1340                 buffer = NULL;
1341                 ptr = hammer_bread(hmp, buf_offset, &error, &buffer);
1342                 if (error == 0) {
1343                         bp = bio->bio_buf;
1344                         bp->b_flags |= B_AGE;
1345                         hammer_io_modify(&buffer->io, 1);
1346                         bcopy(bp->b_data, ptr, leaf->data_len);
1347                         hammer_io_modify_done(&buffer->io);
1348                         hammer_rel_buffer(buffer, 0);
1349                         bp->b_resid = 0;
1350                         hammer_ip_replace_bulk(hmp, record);
1351                         biodone(bio);
1352                 }
1353         }
1354         if (error) {
1355                 /*
1356                  * Major suckage occured.  Also note:  The record was
1357                  * never added to the tree so we do not have to worry
1358                  * about the backend.
1359                  */
1360                 kprintf("hammer_direct_write: failed @ %016llx\n",
1361                         (long long)leaf->data_offset);
1362                 bp = bio->bio_buf;
1363                 bp->b_resid = 0;
1364                 bp->b_error = EIO;
1365                 bp->b_flags |= B_ERROR;
1366                 biodone(bio);
1367                 record->flags |= HAMMER_RECF_DELETED_FE;
1368                 hammer_rel_mem_record(record);
1369         }
1370         return(error);
1371 }
1372
1373 /*
1374  * On completion of the BIO this callback must disconnect
1375  * it from the hammer_record and chain to the previous bio.
1376  *
1377  * An I/O error forces the mount to read-only.  Data buffers
1378  * are not B_LOCKED like meta-data buffers are, so we have to
1379  * throw the buffer away to prevent the kernel from retrying.
1380  */
1381 static
1382 void
1383 hammer_io_direct_write_complete(struct bio *nbio)
1384 {
1385         struct bio *obio;
1386         struct buf *bp;
1387         hammer_record_t record = nbio->bio_caller_info1.ptr;
1388
1389         bp = nbio->bio_buf;
1390         obio = pop_bio(nbio);
1391         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1392                 hammer_critical_error(record->ip->hmp, record->ip,
1393                                       bp->b_error,
1394                                       "while writing bulk data");
1395                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1396         }
1397         biodone(obio);
1398
1399         KKASSERT(record != NULL);
1400         KKASSERT(record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_IO);
1401         if (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_WAIT) {
1402                 record->flags &= ~(HAMMER_RECF_DIRECT_IO |
1403                                    HAMMER_RECF_DIRECT_WAIT);
1404                 /* record can disappear once DIRECT_IO flag is cleared */
1405                 wakeup(&record->flags);
1406         } else {
1407                 record->flags &= ~HAMMER_RECF_DIRECT_IO;
1408                 /* record can disappear once DIRECT_IO flag is cleared */
1409         }
1410 }
1411
1412
1413 /*
1414  * This is called before a record is either committed to the B-Tree
1415  * or destroyed, to resolve any associated direct-IO. 
1416  *
1417  * (1) We must wait for any direct-IO related to the record to complete.
1418  *
1419  * (2) We must remove any buffer cache aliases for data accessed via
1420  *     leaf->data_offset or zone2_offset so non-direct-IO consumers  
1421  *     (the mirroring and reblocking code) do not see stale data.
1422  */
1423 void
1424 hammer_io_direct_wait(hammer_record_t record)
1425 {
1426         /*
1427          * Wait for I/O to complete
1428          */
1429         if (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_IO) {
1430                 crit_enter();
1431                 while (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_IO) {
1432                         record->flags |= HAMMER_RECF_DIRECT_WAIT;
1433                         tsleep(&record->flags, 0, "hmdiow", 0);
1434                 }
1435                 crit_exit();
1436         }
1437
1438         /*
1439          * Invalidate any related buffer cache aliases associated with the
1440          * backing device.  This is needed because the buffer cache buffer
1441          * for file data is associated with the file vnode, not the backing
1442          * device vnode.
1443          *
1444          * XXX I do not think this case can occur any more now that
1445          * reservations ensure that all such buffers are removed before
1446          * an area can be reused.
1447          */
1448         if (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_INVAL) {
1449                 KKASSERT(record->leaf.data_offset);
1450                 hammer_del_buffers(record->ip->hmp, record->leaf.data_offset,
1451                                    record->zone2_offset, record->leaf.data_len,
1452                                    1);
1453                 record->flags &= ~HAMMER_RECF_DIRECT_INVAL;
1454         }
1455 }
1456
1457 /*
1458  * This is called to remove the second-level cached zone-2 offset from
1459  * frontend buffer cache buffers, now stale due to a data relocation.
1460  * These offsets are generated by cluster_read() via VOP_BMAP, or directly
1461  * by hammer_vop_strategy_read().
1462  *
1463  * This is rather nasty because here we have something like the reblocker
1464  * scanning the raw B-Tree with no held references on anything, really,
1465  * other then a shared lock on the B-Tree node, and we have to access the
1466  * frontend's buffer cache to check for and clean out the association.
1467  * Specifically, if the reblocker is moving data on the disk, these cached
1468  * offsets will become invalid.
1469  *
1470  * Only data record types associated with the large-data zone are subject
1471  * to direct-io and need to be checked.
1472  *
1473  */
1474 void
1475 hammer_io_direct_uncache(hammer_mount_t hmp, hammer_btree_leaf_elm_t leaf)
1476 {
1477         struct hammer_inode_info iinfo;
1478         int zone;
1479
1480         if (leaf->base.rec_type != HAMMER_RECTYPE_DATA)
1481                 return;
1482         zone = HAMMER_ZONE_DECODE(leaf->data_offset);
1483         if (zone != HAMMER_ZONE_LARGE_DATA_INDEX)
1484                 return;
1485         iinfo.obj_id = leaf->base.obj_id;
1486         iinfo.obj_asof = 0;     /* unused */
1487         iinfo.obj_localization = leaf->base.localization &
1488                                  HAMMER_LOCALIZE_PSEUDOFS_MASK;
1489         iinfo.u.leaf = leaf;
1490         hammer_scan_inode_snapshots(hmp, &iinfo,
1491                                     hammer_io_direct_uncache_callback,
1492                                     leaf);
1493 }
1494
1495 static int
1496 hammer_io_direct_uncache_callback(hammer_inode_t ip, void *data)
1497 {
1498         hammer_inode_info_t iinfo = data;
1499         hammer_off_t data_offset;
1500         hammer_off_t file_offset;
1501         struct vnode *vp;
1502         struct buf *bp;
1503         int blksize;
1504
1505         if (ip->vp == NULL)
1506                 return(0);
1507         data_offset = iinfo->u.leaf->data_offset;
1508         file_offset = iinfo->u.leaf->base.key - iinfo->u.leaf->data_len;
1509         blksize = iinfo->u.leaf->data_len;
1510         KKASSERT((blksize & HAMMER_BUFMASK) == 0);
1511
1512         hammer_ref(&ip->lock);
1513         if (hammer_get_vnode(ip, &vp) == 0) {
1514                 if ((bp = findblk(ip->vp, file_offset, FINDBLK_TEST)) != NULL &&
1515                     bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET) {
1516                         bp = getblk(ip->vp, file_offset, blksize, 0, 0);
1517                         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
1518                         brelse(bp);
1519                 }
1520                 vput(vp);
1521         }
1522         hammer_rel_inode(ip, 0);
1523         return(0);
1524 }
1525
1526
1527 /*
1528  * This function is called when writes may have occured on the volume,
1529  * indicating that the device may be holding cached writes.
1530  */
1531 static void
1532 hammer_io_flush_mark(hammer_volume_t volume)
1533 {
1534         volume->vol_flags |= HAMMER_VOLF_NEEDFLUSH;
1535 }
1536
1537 /*
1538  * This function ensures that the device has flushed any cached writes out.
1539  */
1540 void
1541 hammer_io_flush_sync(hammer_mount_t hmp)
1542 {
1543         hammer_volume_t volume;
1544         struct buf *bp_base = NULL;
1545         struct buf *bp;
1546
1547         RB_FOREACH(volume, hammer_vol_rb_tree, &hmp->rb_vols_root) {
1548                 if (volume->vol_flags & HAMMER_VOLF_NEEDFLUSH) {
1549                         volume->vol_flags &= ~HAMMER_VOLF_NEEDFLUSH;
1550                         bp = getpbuf(NULL);
1551                         bp->b_bio1.bio_offset = 0;
1552                         bp->b_bufsize = 0;
1553                         bp->b_bcount = 0;
1554                         bp->b_cmd = BUF_CMD_FLUSH;
1555                         bp->b_bio1.bio_caller_info1.cluster_head = bp_base;
1556                         bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
1557                         bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
1558                         bp_base = bp;
1559                         vn_strategy(volume->devvp, &bp->b_bio1);
1560                 }
1561         }
1562         while ((bp = bp_base) != NULL) {
1563                 bp_base = bp->b_bio1.bio_caller_info1.cluster_head;
1564                 biowait(&bp->b_bio1, "hmrFLS");
1565                 relpbuf(bp, NULL);
1566         }
1567 }