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 1.43 2008/06/19 23:27:39 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
  66 #include <vm/vm.h>
  67 #include <vm/vm_object.h>
  68 #include <vm/vm_page.h>
  69 #include <vm/vm_pager.h>
  70 #include <vm/vm_map.h>
  71 #include <vm/vnode_pager.h>
  72 #include <vm/swap_pager.h>
  73 #include <vm/vm_extern.h>
  74
  75 #include <sys/thread2.h>
  76 #include <vm/vm_page2.h>
  77
  78 static void vnode_pager_dealloc (vm_object_t);
  79 static int vnode_pager_getpage (vm_object_t, vm_page_t *, int);
  80 static void vnode_pager_putpages (vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
  81 static boolean_t vnode_pager_haspage (vm_object_t, vm_pindex_t);
  82
  83 struct pagerops vnodepagerops = {
  84         vnode_pager_dealloc,
  85         vnode_pager_getpage,
  86         vnode_pager_putpages,
  87         vnode_pager_haspage
  88 };
  89
  90 static struct krate vbadrate = { 1 };
  91 static struct krate vresrate = { 1 };
  92
  93 int vnode_pbuf_freecnt = -1;    /* start out unlimited */
  94
  95 /*
  96  * Allocate a VM object for a vnode, typically a regular file vnode.
  97  *
  98  * Some additional information is required to generate a properly sized
  99  * object which covers the entire buffer cache buffer straddling the file
 100  * EOF.  Userland does not see the extra pages as the VM fault code tests
 101  * against v_filesize.
 102  */
 103 vm_object_t
 104 vnode_pager_alloc(void *handle, off_t length, vm_prot_t prot, off_t offset,
 105                   int blksize, int boff)
 106 {
 107         vm_object_t object;
 108         struct vnode *vp;
 109         off_t loffset;
 110         vm_pindex_t lsize;
 111
 112         /*
 113          * Pageout to vnode, no can do yet.
 114          */
 115         if (handle == NULL)
 116                 return (NULL);
 117
 118         /*
 119          * XXX hack - This initialization should be put somewhere else.
 120          */
 121         if (vnode_pbuf_freecnt < 0) {
 122             vnode_pbuf_freecnt = nswbuf / 2 + 1;
 123         }
 124
 125         vp = (struct vnode *) handle;
 126
 127         /*
 128          * Prevent race condition when allocating the object. This
 129          * can happen with NFS vnodes since the nfsnode isn't locked.
 130          */
 131         while (vp->v_flag & VOLOCK) {
 132                 vsetflags(vp, VOWANT);
 133                 tsleep(vp, 0, "vnpobj", 0);
 134         }
 135         vsetflags(vp, VOLOCK);
 136
 137         /*
 138          * If the object is being terminated, wait for it to
 139          * go away.
 140          */
 141         while (((object = vp->v_object) != NULL) &&
 142                 (object->flags & OBJ_DEAD)) {
 143                 vm_object_dead_sleep(object, "vadead");
 144         }
 145
 146         if (vp->v_sysref.refcnt <= 0)
 147                 panic("vnode_pager_alloc: no vnode reference");
 148
 149         /*
 150          * Round up to the *next* block, then destroy the buffers in question.
 151          * Since we are only removing some of the buffers we must rely on the
 152          * scan count to determine whether a loop is necessary.
 153          *
 154          * Destroy any pages beyond the last buffer.
 155          */
 156         if (boff < 0)
 157                 boff = (int)(length % blksize);
 158         if (boff)
 159                 loffset = length + (blksize - boff);
 160         else
 161                 loffset = length;
 162         lsize = OFF_TO_IDX(round_page64(loffset));
 163
 164         if (object == NULL) {
 165                 /*
 166                  * And an object of the appropriate size
 167                  */
 168                 object = vm_object_allocate(OBJT_VNODE, lsize);
 169                 object->flags = 0;
 170                 object->handle = handle;
 171                 vp->v_object = object;
 172                 vp->v_filesize = length;
 173                 if (vp->v_mount && (vp->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_NOMSYNC))
 174                         object->flags |= OBJ_NOMSYNC;
 175         } else {
 176                 object->ref_count++;
 177                 if (object->size != lsize) {
 178                         kprintf("vnode_pager_alloc: Warning, objsize "
 179                                 "mismatch %jd/%jd vp=%p obj=%p\n",
 180                                 (intmax_t)object->size,
 181                                 (intmax_t)lsize,
 182                                 vp, object);
 183                 }
 184                 if (vp->v_filesize != length) {
 185                         kprintf("vnode_pager_alloc: Warning, filesize "
 186                                 "mismatch %jd/%jd vp=%p obj=%p\n",
 187                                 (intmax_t)vp->v_filesize,
 188                                 (intmax_t)length,
 189                                 vp, object);
 190                 }
 191         }
 192         vref(vp);
 193
 194         vclrflags(vp, VOLOCK);
 195         if (vp->v_flag & VOWANT) {
 196                 vclrflags(vp, VOWANT);
 197                 wakeup(vp);
 198         }
 199         return (object);
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Add a ref to a vnode's existing VM object, return the object or
 204  * NULL if the vnode did not have one.  This does not create the
 205  * object (we can't since we don't know what the proper blocksize/boff
 206  * is to match the VFS's use of the buffer cache).
 207  */
 208 vm_object_t
 209 vnode_pager_reference(struct vnode *vp)
 210 {
 211         vm_object_t object;
 212
 213         /*
 214          * Prevent race condition when allocating the object. This
 215          * can happen with NFS vnodes since the nfsnode isn't locked.
 216          */
 217         while (vp->v_flag & VOLOCK) {
 218                 vsetflags(vp, VOWANT);
 219                 tsleep(vp, 0, "vnpobj", 0);
 220         }
 221         vsetflags(vp, VOLOCK);
 222
 223         /*
 224          * Prevent race conditions against deallocation of the VM
 225          * object.
 226          */
 227         while (((object = vp->v_object) != NULL) &&
 228                 (object->flags & OBJ_DEAD)) {
 229                 vm_object_dead_sleep(object, "vadead");
 230         }
 231
 232         /*
 233          * The object is expected to exist, the caller will handle
 234          * NULL returns if it does not.
 235          */
 236         if (object) {
 237                 object->ref_count++;
 238                 vref(vp);
 239         }
 240
 241         vclrflags(vp, VOLOCK);
 242         if (vp->v_flag & VOWANT) {
 243                 vclrflags(vp, VOWANT);
 244                 wakeup(vp);
 245         }
 246         return (object);
 247 }
 248
 249 static void
 250 vnode_pager_dealloc(vm_object_t object)
 251 {
 252         struct vnode *vp = object->handle;
 253
 254         if (vp == NULL)
 255                 panic("vnode_pager_dealloc: pager already dealloced");
 256
 257         vm_object_pip_wait(object, "vnpdea");
 258
 259         object->handle = NULL;
 260         object->type = OBJT_DEAD;
 261         vp->v_object = NULL;
 262         vp->v_filesize = NOOFFSET;
 263         vclrflags(vp, VTEXT | VOBJBUF);
 264         swap_pager_freespace_all(object);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * Return whether the vnode pager has the requested page.  Return the
 269  * number of disk-contiguous pages before and after the requested page,
 270  * not including the requested page.
 271  */
 272 static boolean_t
 273 vnode_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
 274 {
 275         struct vnode *vp = object->handle;
 276         off_t loffset;
 277         off_t doffset;
 278         int voff;
 279         int bsize;
 280         int error;
 281
 282         /*
 283          * If no vp or vp is doomed or marked transparent to VM, we do not
 284          * have the page.
 285          */
 286         if ((vp == NULL) || (vp->v_flag & VRECLAIMED))
 287                 return FALSE;
 288
 289         /*
 290          * If filesystem no longer mounted or offset beyond end of file we do
 291          * not have the page.
 292          */
 293         loffset = IDX_TO_OFF(pindex);
 294
 295         if (vp->v_mount == NULL || loffset >= vp->v_filesize)
 296                 return FALSE;
 297
 298         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
 299         voff = loffset % bsize;
 300
 301         /*
 302          * XXX
 303          *
 304          * BMAP returns byte counts before and after, where after
 305          * is inclusive of the base page.  haspage must return page
 306          * counts before and after where after does not include the
 307          * base page.
 308          *
 309          * BMAP is allowed to return a *after of 0 for backwards
 310          * compatibility.  The base page is still considered valid if
 311          * no error is returned.
 312          */
 313         error = VOP_BMAP(vp, loffset - voff, &doffset, NULL, NULL, 0);
 314         if (error)
 315                 return TRUE;
 316         if (doffset == NOOFFSET)
 317                 return FALSE;
 318         return TRUE;
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Lets the VM system know about a change in size for a file.
 323  * We adjust our own internal size and flush any cached pages in
 324  * the associated object that are affected by the size change.
 325  *
 326  * NOTE: This routine may be invoked as a result of a pager put
 327  * operation (possibly at object termination time), so we must be careful.
 328  *
 329  * NOTE: vp->v_filesize is initialized to NOOFFSET (-1), be sure that
 330  * we do not blow up on the case.  nsize will always be >= 0, however.
 331  */
 332 void
 333 vnode_pager_setsize(struct vnode *vp, vm_ooffset_t nsize)
 334 {
 335         vm_pindex_t nobjsize;
 336         vm_pindex_t oobjsize;
 337         vm_object_t object = vp->v_object;
 338
 339         if (object == NULL)
 340                 return;
 341
 342         /*
 343          * Hasn't changed size
 344          */
 345         if (nsize == vp->v_filesize)
 346                 return;
 347
 348         /*
 349          * Has changed size.  Adjust the VM object's size and v_filesize
 350          * before we start scanning pages to prevent new pages from being
 351          * allocated during the scan.
 352          */
 353         nobjsize = OFF_TO_IDX(nsize + PAGE_MASK);
 354         oobjsize = object->size;
 355         object->size = nobjsize;
 356
 357         /*
 358          * File has shrunk. Toss any cached pages beyond the new EOF.
 359          */
 360         if (nsize < vp->v_filesize) {
 361                 vp->v_filesize = nsize;
 362                 if (nobjsize < oobjsize) {
 363                         vm_object_page_remove(object, nobjsize, oobjsize,
 364                                               FALSE);
 365                 }
 366                 /*
 367                  * This gets rid of garbage at the end of a page that is now
 368                  * only partially backed by the vnode.  Since we are setting
 369                  * the entire page valid & clean after we are done we have
 370                  * to be sure that the portion of the page within the file
 371                  * bounds is already valid.  If it isn't then making it
 372                  * valid would create a corrupt block.
 373                  */
 374                 if (nsize & PAGE_MASK) {
 375                         vm_offset_t kva;
 376                         vm_page_t m;
 377
 378                         do {
 379                                 m = vm_page_lookup(object, OFF_TO_IDX(nsize));
 380                         } while (m && vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "vsetsz"));
 381
 382                         if (m && m->valid) {
 383                                 int base = (int)nsize & PAGE_MASK;
 384                                 int size = PAGE_SIZE - base;
 385                                 struct sf_buf *sf;
 386
 387                                 /*
 388                                  * Clear out partial-page garbage in case
 389                                  * the page has been mapped.
 390                                  *
 391                                  * This is byte aligned.
 392                                  */
 393                                 vm_page_busy(m);
 394                                 sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE);
 395                                 kva = sf_buf_kva(sf);
 396                                 bzero((caddr_t)kva + base, size);
 397                                 sf_buf_free(sf);
 398
 399                                 /*
 400                                  * XXX work around SMP data integrity race
 401                                  * by unmapping the page from user processes.
 402                                  * The garbage we just cleared may be mapped
 403                                  * to a user process running on another cpu
 404                                  * and this code is not running through normal
 405                                  * I/O channels which handle SMP issues for
 406                                  * us, so unmap page to synchronize all cpus.
 407                                  *
 408                                  * XXX should vm_pager_unmap_page() have
 409                                  * dealt with this?
 410                                  */
 411                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
 412
 413                                 /*
 414                                  * Clear out partial-page dirty bits.  This
 415                                  * has the side effect of setting the valid
 416                                  * bits, but that is ok.  There are a bunch
 417                                  * of places in the VM system where we expected
 418                                  * m->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL.  The file EOF
 419                                  * case is one of them.  If the page is still
 420                                  * partially dirty, make it fully dirty.
 421                                  *
 422                                  * NOTE: We do not clear out the valid
 423                                  * bits.  This would prevent bogus_page
 424                                  * replacement from working properly.
 425                                  *
 426                                  * NOTE: We do not want to clear the dirty
 427                                  * bit for a partial DEV_BSIZE'd truncation!
 428                                  * This is DEV_BSIZE aligned!
 429                                  */
 430                                 vm_page_clear_dirty_beg_nonincl(m, base, size);
 431                                 if (m->dirty != 0)
 432                                         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
 433                                 vm_page_wakeup(m);
 434                         }
 435                 }
 436         } else {
 437                 vp->v_filesize = nsize;
 438         }
 439 }
 440
 441 /*
 442  * Release a page busied for a getpages operation.  The page may have become
 443  * wired (typically due to being used by the buffer cache) or otherwise been
 444  * soft-busied and cannot be freed in that case.  A held page can still be
 445  * freed.
 446  */
 447 void
 448 vnode_pager_freepage(vm_page_t m)
 449 {
 450         if (m->busy || m->wire_count) {
 451                 vm_page_activate(m);
 452                 vm_page_wakeup(m);
 453         } else {
 454                 vm_page_free(m);
 455         }
 456 }
 457
 458 /*
 459  * EOPNOTSUPP is no longer legal.  For local media VFS's that do not
 460  * implement their own VOP_GETPAGES, their VOP_GETPAGES should call to
 461  * vnode_pager_generic_getpages() to implement the previous behaviour.
 462  *
 463  * All other FS's should use the bypass to get to the local media
 464  * backing vp's VOP_GETPAGES.
 465  */
 466 static int
 467 vnode_pager_getpage(vm_object_t object, vm_page_t *mpp, int seqaccess)
 468 {
 469         int rtval;
 470         struct vnode *vp;
 471
 472         vp = object->handle;
 473         rtval = VOP_GETPAGES(vp, mpp, PAGE_SIZE, 0, 0, seqaccess);
 474         if (rtval == EOPNOTSUPP)
 475                 panic("vnode_pager: vfs's must implement vop_getpages\n");
 476         return rtval;
 477 }
 478
 479 /*
 480  * This is now called from local media FS's to operate against their
 481  * own vnodes if they fail to implement VOP_GETPAGES.
 482  *
 483  * With all the caching local media devices do these days there is really
 484  * very little point to attempting to restrict the I/O size to contiguous
 485  * blocks on-disk, especially if our caller thinks we need all the specified
 486  * pages.  Just construct and issue a READ.
 487  */
 488 int
 489 vnode_pager_generic_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *mpp, int bytecount,
 490                              int reqpage, int seqaccess)
 491 {
 492         struct iovec aiov;
 493         struct uio auio;
 494         off_t foff;
 495         int error;
 496         int count;
 497         int i;
 498         int ioflags;
 499
 500         /*
 501          * Do not do anything if the vnode is bad.
 502          */
 503         if (vp->v_mount == NULL)
 504                 return VM_PAGER_BAD;
 505
 506         /*
 507          * Calculate the number of pages.  Since we are paging in whole
 508          * pages, adjust bytecount to be an integral multiple of the page
 509          * size.  It will be clipped to the file EOF later on.
 510          */
 511         bytecount = round_page(bytecount);
 512         count = bytecount / PAGE_SIZE;
 513
 514         /*
 515          * We could check m[reqpage]->valid here and shortcut the operation,
 516          * but doing so breaks read-ahead.  Instead assume that the VM
 517          * system has already done at least the check, don't worry about
 518          * any races, and issue the VOP_READ to allow read-ahead to function.
 519          *
 520          * This keeps the pipeline full for I/O bound sequentially scanned
 521          * mmap()'s
 522          */
 523         /* don't shortcut */
 524
 525         /*
 526          * Discard pages past the file EOF.  If the requested page is past
 527          * the file EOF we just leave its valid bits set to 0, the caller
 528          * expects to maintain ownership of the requested page.  If the
 529          * entire range is past file EOF discard everything and generate
 530          * a pagein error.
 531          */
 532         foff = IDX_TO_OFF(mpp[0]->pindex);
 533         if (foff >= vp->v_filesize) {
 534                 for (i = 0; i < count; i++) {
 535                         if (i != reqpage)
 536                                 vnode_pager_freepage(mpp[i]);
 537                 }
 538                 return VM_PAGER_ERROR;
 539         }
 540
 541         if (foff + bytecount > vp->v_filesize) {
 542                 bytecount = vp->v_filesize - foff;
 543                 i = round_page(bytecount) / PAGE_SIZE;
 544                 while (count > i) {
 545                         --count;
 546                         if (count != reqpage)
 547                                 vnode_pager_freepage(mpp[count]);
 548                 }
 549         }
 550
 551         /*
 552          * The size of the transfer is bytecount.  bytecount will be an
 553          * integral multiple of the page size unless it has been clipped
 554          * to the file EOF.  The transfer cannot exceed the file EOF.
 555          *
 556          * When dealing with real devices we must round-up to the device
 557          * sector size.
 558          */
 559         if (vp->v_type == VBLK || vp->v_type == VCHR) {
 560                 int secmask = vp->v_rdev->si_bsize_phys - 1;
 561                 KASSERT(secmask < PAGE_SIZE, ("vnode_pager_generic_getpages: sector size %d too large\n", secmask + 1));
 562                 bytecount = (bytecount + secmask) & ~secmask;
 563         }
 564
 565         /*
 566          * Severe hack to avoid deadlocks with the buffer cache
 567          */
 568         for (i = 0; i < count; ++i) {
 569                 vm_page_t mt = mpp[i];
 570
 571                 vm_page_io_start(mt);
 572                 vm_page_wakeup(mt);
 573         }
 574
 575         /*
 576          * Issue the I/O with some read-ahead if bytecount > PAGE_SIZE
 577          */
 578         ioflags = IO_VMIO;
 579         if (seqaccess)
 580                 ioflags |= IO_SEQMAX << IO_SEQSHIFT;
 581
 582         aiov.iov_base = NULL;
 583         aiov.iov_len = bytecount;
 584         auio.uio_iov = &aiov;
 585         auio.uio_iovcnt = 1;
 586         auio.uio_offset = foff;
 587         auio.uio_segflg = UIO_NOCOPY;
 588         auio.uio_rw = UIO_READ;
 589         auio.uio_resid = bytecount;
 590         auio.uio_td = NULL;
 591         mycpu->gd_cnt.v_vnodein++;
 592         mycpu->gd_cnt.v_vnodepgsin += count;
 593
 594         error = VOP_READ(vp, &auio, ioflags, proc0.p_ucred);
 595
 596         /*
 597          * Severe hack to avoid deadlocks with the buffer cache
 598          */
 599         for (i = 0; i < count; ++i) {
 600                 vm_page_t mt = mpp[i];
 601
 602                 while (vm_page_sleep_busy(mt, FALSE, "getpgs"))
 603                         ;
 604                 vm_page_busy(mt);
 605                 vm_page_io_finish(mt);
 606         }
 607
 608         /*
 609          * Calculate the actual number of bytes read and clean up the
 610          * page list.
 611          */
 612         bytecount -= auio.uio_resid;
 613
 614         for (i = 0; i < count; ++i) {
 615                 vm_page_t mt = mpp[i];
 616
 617                 if (i != reqpage) {
 618                         if (error == 0 && mt->valid) {
 619                                 if (mt->flags & PG_WANTED)
 620                                         vm_page_activate(mt);
 621                                 else
 622                                         vm_page_deactivate(mt);
 623                                 vm_page_wakeup(mt);
 624                         } else {
 625                                 vnode_pager_freepage(mt);
 626                         }
 627                 } else if (mt->valid == 0) {
 628                         if (error == 0) {
 629                                 kprintf("page failed but no I/O error page %p object %p pindex %d\n", mt, mt->object, (int) mt->pindex);
 630                                 /* whoops, something happened */
 631                                 error = EINVAL;
 632                         }
 633                 } else if (mt->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
 634                         /*
 635                          * Zero-extend the requested page if necessary (if
 636                          * the filesystem is using a small block size).
 637                          */
 638                         vm_page_zero_invalid(mt, TRUE);
 639                 }
 640         }
 641         if (error) {
 642                 kprintf("vnode_pager_getpage: I/O read error\n");
 643         }
 644         return (error ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
 645 }
 646
 647 /*
 648  * EOPNOTSUPP is no longer legal.  For local media VFS's that do not
 649  * implement their own VOP_PUTPAGES, their VOP_PUTPAGES should call to
 650  * vnode_pager_generic_putpages() to implement the previous behaviour.
 651  *
 652  * Caller has already cleared the pmap modified bits, if any.
 653  *
 654  * All other FS's should use the bypass to get to the local media
 655  * backing vp's VOP_PUTPAGES.
 656  */
 657 static void
 658 vnode_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
 659                      boolean_t sync, int *rtvals)
 660 {
 661         int rtval;
 662         struct vnode *vp;
 663         int bytes = count * PAGE_SIZE;
 664
 665         /*
 666          * Force synchronous operation if we are extremely low on memory
 667          * to prevent a low-memory deadlock.  VOP operations often need to
 668          * allocate more memory to initiate the I/O ( i.e. do a BMAP
 669          * operation ).  The swapper handles the case by limiting the amount
 670          * of asynchronous I/O, but that sort of solution doesn't scale well
 671          * for the vnode pager without a lot of work.
 672          *
 673          * Also, the backing vnode's iodone routine may not wake the pageout
 674          * daemon up.  This should be probably be addressed XXX.
 675          */
 676
 677         if ((vmstats.v_free_count + vmstats.v_cache_count) < vmstats.v_pageout_free_min)
 678                 sync |= OBJPC_SYNC;
 679
 680         /*
 681          * Call device-specific putpages function
 682          */
 683         vp = object->handle;
 684         rtval = VOP_PUTPAGES(vp, m, bytes, sync, rtvals, 0);
 685         if (rtval == EOPNOTSUPP) {
 686             kprintf("vnode_pager: *** WARNING *** stale FS putpages\n");
 687             rtval = vnode_pager_generic_putpages( vp, m, bytes, sync, rtvals);
 688         }
 689 }
 690
 691
 692 /*
 693  * This is now called from local media FS's to operate against their
 694  * own vnodes if they fail to implement VOP_PUTPAGES.
 695  *
 696  * This is typically called indirectly via the pageout daemon and
 697  * clustering has already typically occured, so in general we ask the
 698  * underlying filesystem to write the data out asynchronously rather
 699  * then delayed.
 700  */
 701 int
 702 vnode_pager_generic_putpages(struct vnode *vp, vm_page_t *m, int bytecount,
 703                              int flags, int *rtvals)
 704 {
 705         int i;
 706         vm_object_t object;
 707         int maxsize, ncount, count;
 708         vm_ooffset_t poffset;
 709         struct uio auio;
 710         struct iovec aiov;
 711         int error;
 712         int ioflags;
 713
 714         object = vp->v_object;
 715         count = bytecount / PAGE_SIZE;
 716
 717         for (i = 0; i < count; i++)
 718                 rtvals[i] = VM_PAGER_AGAIN;
 719
 720         if ((int) m[0]->pindex < 0) {
 721                 kprintf("vnode_pager_putpages: attempt to write meta-data!!! -- 0x%lx(%x)\n",
 722                         (long)m[0]->pindex, m[0]->dirty);
 723                 rtvals[0] = VM_PAGER_BAD;
 724                 return VM_PAGER_BAD;
 725         }
 726
 727         maxsize = count * PAGE_SIZE;
 728         ncount = count;
 729
 730         poffset = IDX_TO_OFF(m[0]->pindex);
 731
 732         /*
 733          * If the page-aligned write is larger then the actual file we
 734          * have to invalidate pages occuring beyond the file EOF.
 735          *
 736          * If the file EOF resides in the middle of a page we still clear
 737          * all of that page's dirty bits later on.  If we didn't it would
 738          * endlessly re-write.
 739          *
 740          * We do not under any circumstances truncate the valid bits, as
 741          * this will screw up bogus page replacement.
 742          *
 743          * The caller has already read-protected the pages.  The VFS must
 744          * use the buffer cache to wrap the pages.  The pages might not
 745          * be immediately flushed by the buffer cache but once under its
 746          * control the pages themselves can wind up being marked clean
 747          * and their covering buffer cache buffer can be marked dirty.
 748          */
 749         if (poffset + maxsize > vp->v_filesize) {
 750                 if (poffset < vp->v_filesize) {
 751                         maxsize = vp->v_filesize - poffset;
 752                         ncount = btoc(maxsize);
 753                 } else {
 754                         maxsize = 0;
 755                         ncount = 0;
 756                 }
 757                 if (ncount < count) {
 758                         for (i = ncount; i < count; i++) {
 759                                 rtvals[i] = VM_PAGER_BAD;
 760                         }
 761                 }
 762         }
 763
 764         /*
 765          * pageouts are already clustered, use IO_ASYNC to force a bawrite()
 766          * rather then a bdwrite() to prevent paging I/O from saturating
 767          * the buffer cache.  Dummy-up the sequential heuristic to cause
 768          * large ranges to cluster.  If neither IO_SYNC or IO_ASYNC is set,
 769          * the system decides how to cluster.
 770          */
 771         ioflags = IO_VMIO;
 772         if (flags & (VM_PAGER_PUT_SYNC | VM_PAGER_PUT_INVAL))
 773                 ioflags |= IO_SYNC;
 774         else if ((flags & VM_PAGER_CLUSTER_OK) == 0)
 775                 ioflags |= IO_ASYNC;
 776         ioflags |= (flags & VM_PAGER_PUT_INVAL) ? IO_INVAL: 0;
 777         ioflags |= IO_SEQMAX << IO_SEQSHIFT;
 778
 779         aiov.iov_base = (caddr_t) 0;
 780         aiov.iov_len = maxsize;
 781         auio.uio_iov = &aiov;
 782         auio.uio_iovcnt = 1;
 783         auio.uio_offset = poffset;
 784         auio.uio_segflg = UIO_NOCOPY;
 785         auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 786         auio.uio_resid = maxsize;
 787         auio.uio_td = NULL;
 788         error = VOP_WRITE(vp, &auio, ioflags, proc0.p_ucred);
 789         mycpu->gd_cnt.v_vnodeout++;
 790         mycpu->gd_cnt.v_vnodepgsout += ncount;
 791
 792         if (error) {
 793                 krateprintf(&vbadrate,
 794                             "vnode_pager_putpages: I/O error %d\n", error);
 795         }
 796         if (auio.uio_resid) {
 797                 krateprintf(&vresrate,
 798                             "vnode_pager_putpages: residual I/O %zd at %lu\n",
 799                             auio.uio_resid, (u_long)m[0]->pindex);
 800         }
 801         if (error == 0) {
 802                 for (i = 0; i < ncount; i++) {
 803                         rtvals[i] = VM_PAGER_OK;
 804                         vm_page_undirty(m[i]);
 805                 }
 806         }
 807         return rtvals[0];
 808 }
 809
 810 struct vnode *
 811 vnode_pager_lock(vm_object_t object)
 812 {
 813         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
 814         int error;
 815
 816         for (; object != NULL; object = object->backing_object) {
 817                 if (object->type != OBJT_VNODE)
 818                         continue;
 819                 if (object->flags & OBJ_DEAD)
 820                         return NULL;
 821
 822                 for (;;) {
 823                         struct vnode *vp = object->handle;
 824                         error = vget(vp, LK_SHARED | LK_RETRY | LK_CANRECURSE);
 825                         if (error == 0) {
 826                                 if (object->handle != vp) {
 827                                         vput(vp);
 828                                         continue;
 829                                 }
 830                                 return (vp);
 831                         }
 832                         if ((object->flags & OBJ_DEAD) ||
 833                             (object->type != OBJT_VNODE)) {
 834                                 return NULL;
 835                         }
 836                         kprintf("vnode_pager_lock: vp %p error %d lockstatus %d, retrying\n", vp, error, lockstatus(&vp->v_lock, td));
 837                         tsleep(object->handle, 0, "vnpgrl", hz);
 838                 }
 839         }
 840         return NULL;
 841 }