Remove the vfs page replacement optimization and its ENABLE_VFS_IOOPT option.
[dragonfly.git] / sys / vfs / ufs / ufs_readwrite.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
14  *    must display the following acknowledgement:
15  *      This product includes software developed by the University of
16  *      California, Berkeley and its contributors.
17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
19  *    without specific prior written permission.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  *
33  *      @(#)ufs_readwrite.c     8.11 (Berkeley) 5/8/95
34  * $FreeBSD: src/sys/ufs/ufs/ufs_readwrite.c,v 1.65.2.14 2003/04/04 22:21:29 tegge Exp $
35  * $DragonFly: src/sys/vfs/ufs/ufs_readwrite.c,v 1.13 2004/10/25 19:14:34 dillon Exp $
36  */
37
38 #define BLKSIZE(a, b, c)        blksize(a, b, c)
39 #define FS                      struct fs
40 #define I_FS                    i_fs
41
42 #include <vm/vm.h>
43 #include <vm/vm_object.h>
44 #include <vm/vm_pager.h>
45 #include <vm/vm_map.h>
46 #include <vm/vnode_pager.h>
47 #include <sys/event.h>
48 #include <sys/vmmeter.h>
49 #include <vm/vm_page2.h>
50
51 #include "opt_directio.h"
52
53 #define VN_KNOTE(vp, b) \
54         KNOTE((struct klist *)&vp->v_pollinfo.vpi_selinfo.si_note, (b))
55
56 #ifdef DIRECTIO
57 extern int ffs_rawread(struct vnode *vp, struct uio *uio, int *workdone);
58 #endif
59
60 /*
61  * Vnode op for reading.
62  *
63  * ffs_read(struct vnode *a_vp, struct uio *a_uio, int a_ioflag,
64  *          struct ucred *a_cred)
65  */
66 /* ARGSUSED */
67 int
68 ffs_read(struct vop_read_args *ap)
69 {
70         struct vnode *vp;
71         struct inode *ip;
72         struct uio *uio;
73         FS *fs;
74         struct buf *bp;
75         ufs_daddr_t lbn, nextlbn;
76         off_t bytesinfile;
77         long size, xfersize, blkoffset;
78         int error, orig_resid;
79         u_short mode;
80         int seqcount;
81         int ioflag;
82         vm_object_t object;
83
84         vp = ap->a_vp;
85         seqcount = ap->a_ioflag >> 16;
86         ip = VTOI(vp);
87         mode = ip->i_mode;
88         uio = ap->a_uio;
89         ioflag = ap->a_ioflag;
90 #ifdef DIRECTIO
91         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0) {
92                 int workdone;
93
94                 error = ffs_rawread(vp, uio, &workdone);
95                 if (error || workdone)
96                         return error;
97         }
98 #endif
99
100 #ifdef DIAGNOSTIC
101         if (uio->uio_rw != UIO_READ)
102                 panic("ffs_read: mode");
103
104         if (vp->v_type == VLNK) {
105                 if ((int)ip->i_size < vp->v_mount->mnt_maxsymlinklen)
106                         panic("ffs_read: short symlink");
107         } else if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VDIR)
108                 panic("ffs_read: type %d", vp->v_type);
109 #endif
110         fs = ip->I_FS;
111         if ((uint64_t)uio->uio_offset > fs->fs_maxfilesize)
112                 return (EFBIG);
113
114         orig_resid = uio->uio_resid;
115         if (orig_resid <= 0)
116                 return (0);
117
118         object = vp->v_object;
119
120         bytesinfile = ip->i_size - uio->uio_offset;
121         if (bytesinfile <= 0) {
122                 if ((vp->v_mount->mnt_flag & MNT_NOATIME) == 0)
123                         ip->i_flag |= IN_ACCESS;
124                 return 0;
125         }
126
127         if (object)
128                 vm_object_reference(object);
129
130         /*
131          * Ok so we couldn't do it all in one vm trick...
132          * so cycle around trying smaller bites..
133          */
134         for (error = 0, bp = NULL; uio->uio_resid > 0; bp = NULL) {
135                 if ((bytesinfile = ip->i_size - uio->uio_offset) <= 0)
136                         break;
137
138                 lbn = lblkno(fs, uio->uio_offset);
139                 nextlbn = lbn + 1;
140
141                 /*
142                  * size of buffer.  The buffer representing the
143                  * end of the file is rounded up to the size of
144                  * the block type ( fragment or full block, 
145                  * depending ).
146                  */
147                 size = BLKSIZE(fs, ip, lbn);
148                 blkoffset = blkoff(fs, uio->uio_offset);
149                 
150                 /*
151                  * The amount we want to transfer in this iteration is
152                  * one FS block less the amount of the data before
153                  * our startpoint (duh!)
154                  */
155                 xfersize = fs->fs_bsize - blkoffset;
156
157                 /*
158                  * But if we actually want less than the block,
159                  * or the file doesn't have a whole block more of data,
160                  * then use the lesser number.
161                  */
162                 if (uio->uio_resid < xfersize)
163                         xfersize = uio->uio_resid;
164                 if (bytesinfile < xfersize)
165                         xfersize = bytesinfile;
166
167                 if (lblktosize(fs, nextlbn) >= ip->i_size) {
168                         /*
169                          * Don't do readahead if this is the end of the file.
170                          */
171                         error = bread(vp, lbn, size, &bp);
172                 } else if ((vp->v_mount->mnt_flag & MNT_NOCLUSTERR) == 0) {
173                         /* 
174                          * Otherwise if we are allowed to cluster,
175                          * grab as much as we can.
176                          *
177                          * XXX  This may not be a win if we are not
178                          * doing sequential access.
179                          */
180                         error = cluster_read(vp, ip->i_size, lbn,
181                                 size, uio->uio_resid, seqcount, &bp);
182                 } else if (seqcount > 1) {
183                         /*
184                          * If we are NOT allowed to cluster, then
185                          * if we appear to be acting sequentially,
186                          * fire off a request for a readahead
187                          * as well as a read. Note that the 4th and 5th
188                          * arguments point to arrays of the size specified in
189                          * the 6th argument.
190                          */
191                         int nextsize = BLKSIZE(fs, ip, nextlbn);
192                         error = breadn(vp, lbn,
193                             size, &nextlbn, &nextsize, 1, &bp);
194                 } else {
195                         /*
196                          * Failing all of the above, just read what the 
197                          * user asked for. Interestingly, the same as
198                          * the first option above.
199                          */
200                         error = bread(vp, lbn, size, &bp);
201                 }
202                 if (error) {
203                         brelse(bp);
204                         bp = NULL;
205                         break;
206                 }
207
208                 /*
209                  * If IO_DIRECT then set B_DIRECT for the buffer.  This
210                  * will cause us to attempt to release the buffer later on
211                  * and will cause the buffer cache to attempt to free the
212                  * underlying pages.
213                  */
214                 if (ioflag & IO_DIRECT)
215                         bp->b_flags |= B_DIRECT;
216
217                 /*
218                  * We should only get non-zero b_resid when an I/O error
219                  * has occurred, which should cause us to break above.
220                  * However, if the short read did not cause an error,
221                  * then we want to ensure that we do not uiomove bad
222                  * or uninitialized data.
223                  *
224                  * XXX b_resid is only valid when an actual I/O has occured
225                  * and may be incorrect if the buffer is B_CACHE or if the
226                  * last op on the buffer was a failed write.  This KASSERT
227                  * is a precursor to removing it from the UFS code.
228                  */
229                 KASSERT(bp->b_resid == 0, ("bp->b_resid != 0"));
230                 size -= bp->b_resid;
231                 if (size < xfersize) {
232                         if (size == 0)
233                                 break;
234                         xfersize = size;
235                 }
236
237                 /*
238                  * otherwise use the general form
239                  */
240                 error = uiomove((char *)bp->b_data + blkoffset, 
241                                 (int)xfersize, uio);
242
243                 if (error)
244                         break;
245
246                 if ((ioflag & (IO_VMIO|IO_DIRECT)) && 
247                     (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL)) {
248                         /*
249                          * If there are no dependencies, and it's VMIO,
250                          * then we don't need the buf, mark it available
251                          * for freeing. The VM has the data.
252                          */
253                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
254                         brelse(bp);
255                 } else {
256                         /*
257                          * Otherwise let whoever
258                          * made the request take care of
259                          * freeing it. We just queue
260                          * it onto another list.
261                          */
262                         bqrelse(bp);
263                 }
264         }
265
266         /* 
267          * This can only happen in the case of an error
268          * because the loop above resets bp to NULL on each iteration
269          * and on normal completion has not set a new value into it.
270          * so it must have come from a 'break' statement
271          */
272         if (bp != NULL) {
273                 if ((ioflag & (IO_VMIO|IO_DIRECT)) && 
274                     (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL)) {
275                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
276                         brelse(bp);
277                 } else {
278                         bqrelse(bp);
279                 }
280         }
281
282         if (object)
283                 vm_object_vndeallocate(object);
284         if ((error == 0 || uio->uio_resid != orig_resid) &&
285             (vp->v_mount->mnt_flag & MNT_NOATIME) == 0)
286                 ip->i_flag |= IN_ACCESS;
287         return (error);
288 }
289
290 /*
291  * Vnode op for writing.
292  *
293  * ffs_write(struct vnode *a_vp, struct uio *a_uio, int a_ioflag,
294  *           struct ucred *a_cred)
295  */
296 int
297 ffs_write(struct vop_write_args *ap)
298 {
299         struct vnode *vp;
300         struct uio *uio;
301         struct inode *ip;
302         FS *fs;
303         struct buf *bp;
304         ufs_daddr_t lbn;
305         off_t osize;
306         int seqcount;
307         int blkoffset, error, extended, flags, ioflag, resid, size, xfersize;
308         vm_object_t object;
309         struct thread *td;
310
311         extended = 0;
312         seqcount = ap->a_ioflag >> 16;
313         ioflag = ap->a_ioflag;
314         uio = ap->a_uio;
315         vp = ap->a_vp;
316         ip = VTOI(vp);
317
318         object = vp->v_object;
319         if (object)
320                 vm_object_reference(object);
321
322 #ifdef DIAGNOSTIC
323         if (uio->uio_rw != UIO_WRITE)
324                 panic("ffs_write: mode");
325 #endif
326
327         switch (vp->v_type) {
328         case VREG:
329                 if (ioflag & IO_APPEND)
330                         uio->uio_offset = ip->i_size;
331                 if ((ip->i_flags & APPEND) && uio->uio_offset != ip->i_size) {
332                         if (object)
333                                 vm_object_vndeallocate(object);
334                         return (EPERM);
335                 }
336                 /* FALLTHROUGH */
337         case VLNK:
338                 break;
339         case VDIR:
340                 panic("ffs_write: dir write");
341                 break;
342         default:
343                 panic("ffs_write: type %p %d (%d,%d)", vp, (int)vp->v_type,
344                         (int)uio->uio_offset,
345                         (int)uio->uio_resid
346                 );
347         }
348
349         fs = ip->I_FS;
350         if (uio->uio_offset < 0 ||
351             (uint64_t)uio->uio_offset + uio->uio_resid > fs->fs_maxfilesize) {
352                 if (object)
353                         vm_object_vndeallocate(object);
354                 return (EFBIG);
355         }
356         /*
357          * Maybe this should be above the vnode op call, but so long as
358          * file servers have no limits, I don't think it matters.
359          */
360         td = uio->uio_td;
361         if (vp->v_type == VREG && td && td->td_proc &&
362             uio->uio_offset + uio->uio_resid >
363             td->td_proc->p_rlimit[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur) {
364                 psignal(td->td_proc, SIGXFSZ);
365                 if (object)
366                         vm_object_vndeallocate(object);
367                 return (EFBIG);
368         }
369
370         resid = uio->uio_resid;
371         osize = ip->i_size;
372
373         /*
374          * NOTE! These B_ flags are actually balloc-only flags, not buffer
375          * flags.  They are similar to the BA_ flags in fbsd.
376          */
377         if (seqcount > B_SEQMAX)
378                 flags = B_SEQMAX << B_SEQSHIFT;
379         else
380                 flags = seqcount << B_SEQSHIFT;
381         if ((ioflag & IO_SYNC) && !DOINGASYNC(vp))
382                 flags |= B_SYNC;
383
384         if (object && (object->flags & OBJ_OPT)) {
385                 vm_freeze_copyopts(object,
386                         OFF_TO_IDX(uio->uio_offset),
387                         OFF_TO_IDX(uio->uio_offset + uio->uio_resid + PAGE_MASK));
388         }
389
390         for (error = 0; uio->uio_resid > 0;) {
391                 lbn = lblkno(fs, uio->uio_offset);
392                 blkoffset = blkoff(fs, uio->uio_offset);
393                 xfersize = fs->fs_bsize - blkoffset;
394                 if (uio->uio_resid < xfersize)
395                         xfersize = uio->uio_resid;
396
397                 if (uio->uio_offset + xfersize > ip->i_size)
398                         vnode_pager_setsize(vp, uio->uio_offset + xfersize);
399
400                 /*      
401                  * We must perform a read-before-write if the transfer
402                  * size does not cover the entire buffer.
403                  */
404                 if (fs->fs_bsize > xfersize)
405                         flags |= B_CLRBUF;
406                 else
407                         flags &= ~B_CLRBUF;
408 /* XXX is uio->uio_offset the right thing here? */
409                 error = VOP_BALLOC(vp, uio->uio_offset, xfersize,
410                     ap->a_cred, flags, &bp);
411                 if (error != 0)
412                         break;
413                 /*
414                  * If the buffer is not valid and we did not clear garbage
415                  * out above, we have to do so here even though the write
416                  * covers the entire buffer in order to avoid a mmap()/write
417                  * race where another process may see the garbage prior to
418                  * the uiomove() for a write replacing it.
419                  */
420                 if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0 && fs->fs_bsize <= xfersize)
421                         vfs_bio_clrbuf(bp);
422                 if (ioflag & IO_DIRECT)
423                         bp->b_flags |= B_DIRECT;
424                 if (ioflag & IO_NOWDRAIN)
425                         bp->b_flags |= B_NOWDRAIN;
426                 if ((ioflag & (IO_SYNC|IO_INVAL)) == (IO_SYNC|IO_INVAL))
427                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
428
429                 if (uio->uio_offset + xfersize > ip->i_size) {
430                         ip->i_size = uio->uio_offset + xfersize;
431                         extended = 1;
432                 }
433
434                 size = BLKSIZE(fs, ip, lbn) - bp->b_resid;
435                 if (size < xfersize)
436                         xfersize = size;
437
438                 error =
439                     uiomove((char *)bp->b_data + blkoffset, (int)xfersize, uio);
440                 if ((ioflag & (IO_VMIO|IO_DIRECT)) && 
441                     (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL)) {
442                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
443                 }
444
445                 /*
446                  * If IO_SYNC each buffer is written synchronously.  Otherwise
447                  * if we have a severe page deficiency write the buffer 
448                  * asynchronously.  Otherwise try to cluster, and if that
449                  * doesn't do it then either do an async write (if O_DIRECT),
450                  * or a delayed write (if not).
451                  */
452
453                 if (ioflag & IO_SYNC) {
454                         (void)bwrite(bp);
455                 } else if (vm_page_count_severe() || 
456                             buf_dirty_count_severe() ||
457                             (ioflag & IO_ASYNC)) {
458                         bp->b_flags |= B_CLUSTEROK;
459                         bawrite(bp);
460                 } else if (xfersize + blkoffset == fs->fs_bsize) {
461                         if ((vp->v_mount->mnt_flag & MNT_NOCLUSTERW) == 0) {
462                                 bp->b_flags |= B_CLUSTEROK;
463                                 cluster_write(bp, ip->i_size, seqcount);
464                         } else {
465                                 bawrite(bp);
466                         }
467                 } else if (ioflag & IO_DIRECT) {
468                         bp->b_flags |= B_CLUSTEROK;
469                         bawrite(bp);
470                 } else {
471                         bp->b_flags |= B_CLUSTEROK;
472                         bdwrite(bp);
473                 }
474                 if (error || xfersize == 0)
475                         break;
476                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
477         }
478         /*
479          * If we successfully wrote any data, and we are not the superuser
480          * we clear the setuid and setgid bits as a precaution against
481          * tampering.
482          */
483         if (resid > uio->uio_resid && ap->a_cred && ap->a_cred->cr_uid != 0)
484                 ip->i_mode &= ~(ISUID | ISGID);
485         if (resid > uio->uio_resid)
486                 VN_KNOTE(vp, NOTE_WRITE | (extended ? NOTE_EXTEND : 0));
487         if (error) {
488                 if (ioflag & IO_UNIT) {
489                         (void)UFS_TRUNCATE(vp, osize,
490                             ioflag & IO_SYNC, ap->a_cred, uio->uio_td);
491                         uio->uio_offset -= resid - uio->uio_resid;
492                         uio->uio_resid = resid;
493                 }
494         } else if (resid > uio->uio_resid && (ioflag & IO_SYNC))
495                 error = UFS_UPDATE(vp, 1);
496
497         if (object)
498                 vm_object_vndeallocate(object);
499
500         return (error);
501 }
502
503
504 /*
505  * get page routine
506  */
507 int
508 ffs_getpages(struct vop_getpages_args *ap)
509 {
510         off_t foff, physoffset;
511         int i, size, bsize;
512         struct vnode *dp, *vp;
513         vm_object_t obj;
514         vm_pindex_t pindex, firstindex;
515         vm_page_t mreq;
516         int bbackwards, bforwards;
517         int pbackwards, pforwards;
518         int firstpage;
519         int reqlblkno;
520         daddr_t reqblkno;
521         int poff;
522         int pcount;
523         int rtval;
524         int pagesperblock;
525
526
527         pcount = round_page(ap->a_count) / PAGE_SIZE;
528         mreq = ap->a_m[ap->a_reqpage];
529         firstindex = ap->a_m[0]->pindex;
530
531         /*
532          * if ANY DEV_BSIZE blocks are valid on a large filesystem block,
533          * then the entire page is valid.  Since the page may be mapped,
534          * user programs might reference data beyond the actual end of file
535          * occuring within the page.  We have to zero that data.
536          */
537         if (mreq->valid) {
538                 if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
539                         vm_page_zero_invalid(mreq, TRUE);
540                 for (i = 0; i < pcount; i++) {
541                         if (i != ap->a_reqpage) {
542                                 vm_page_free(ap->a_m[i]);
543                         }
544                 }
545                 return VM_PAGER_OK;
546         }
547
548         vp = ap->a_vp;
549         obj = vp->v_object;
550         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
551         pindex = mreq->pindex;
552         foff = IDX_TO_OFF(pindex) /* + ap->a_offset should be zero */;
553
554         if (bsize < PAGE_SIZE)
555                 return vnode_pager_generic_getpages(ap->a_vp, ap->a_m,
556                                                     ap->a_count,
557                                                     ap->a_reqpage);
558
559         /*
560          * foff is the file offset of the required page
561          * reqlblkno is the logical block that contains the page
562          * poff is the index of the page into the logical block
563          */
564         reqlblkno = foff / bsize;
565         poff = (foff % bsize) / PAGE_SIZE;
566
567         if ( VOP_BMAP( vp, reqlblkno, &dp, &reqblkno,
568                 &bforwards, &bbackwards) || (reqblkno == -1)) {
569                 for(i = 0; i < pcount; i++) {
570                         if (i != ap->a_reqpage)
571                                 vm_page_free(ap->a_m[i]);
572                 }
573                 if (reqblkno == -1) {
574                         if ((mreq->flags & PG_ZERO) == 0)
575                                 vm_page_zero_fill(mreq);
576                         vm_page_undirty(mreq);
577                         mreq->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
578                         return VM_PAGER_OK;
579                 } else {
580                         return VM_PAGER_ERROR;
581                 }
582         }
583
584         physoffset = (off_t)reqblkno * DEV_BSIZE + poff * PAGE_SIZE;
585         pagesperblock = bsize / PAGE_SIZE;
586         /*
587          * find the first page that is contiguous...
588          * note that pbackwards is the number of pages that are contiguous
589          * backwards.
590          */
591         firstpage = 0;
592         if (ap->a_count) {
593                 pbackwards = poff + bbackwards * pagesperblock;
594                 if (ap->a_reqpage > pbackwards) {
595                         firstpage = ap->a_reqpage - pbackwards;
596                         for(i=0;i<firstpage;i++)
597                                 vm_page_free(ap->a_m[i]);
598                 }
599
600         /*
601          * pforwards is the number of pages that are contiguous
602          * after the current page.
603          */
604                 pforwards = (pagesperblock - (poff + 1)) +
605                         bforwards * pagesperblock;
606                 if (pforwards < (pcount - (ap->a_reqpage + 1))) {
607                         for( i = ap->a_reqpage + pforwards + 1; i < pcount; i++)
608                                 vm_page_free(ap->a_m[i]);
609                         pcount = ap->a_reqpage + pforwards + 1;
610                 }
611
612         /*
613          * number of pages for I/O corrected for the non-contig pages at
614          * the beginning of the array.
615          */
616                 pcount -= firstpage;
617         }
618
619         /*
620          * calculate the size of the transfer
621          */
622
623         size = pcount * PAGE_SIZE;
624
625         if ((IDX_TO_OFF(ap->a_m[firstpage]->pindex) + size) >
626                 obj->un_pager.vnp.vnp_size)
627                 size = obj->un_pager.vnp.vnp_size -
628                         IDX_TO_OFF(ap->a_m[firstpage]->pindex);
629
630         physoffset -= foff;
631         rtval = VOP_GETPAGES(dp, &ap->a_m[firstpage], size,
632                 (ap->a_reqpage - firstpage), physoffset);
633
634         return (rtval);
635 }
636
637 /*
638  * put page routine
639  *
640  * XXX By default, wimp out... note that a_offset is ignored (and always
641  * XXX has been).
642  */
643 int
644 ffs_putpages(struct vop_putpages_args *ap)
645 {
646         return vnode_pager_generic_putpages(ap->a_vp, ap->a_m, ap->a_count,
647                 ap->a_sync, ap->a_rtvals);
648 }