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 1.20 2005/08/03 16:36:33 hmp Exp $
  43  */
  44
  45 /*
  46  * Page to/from files (vnodes).
  47  */
  48
  49 /*
  50  * TODO:
  51  *      Implement VOP_GETPAGES/PUTPAGES interface for filesystems. Will
  52  *      greatly re-simplify the vnode_pager.
  53  */
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/kernel.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/vnode.h>
  60 #include <sys/mount.h>
  61 #include <sys/buf.h>
  62 #include <sys/vmmeter.h>
  63 #include <sys/conf.h>
  64 #include <sys/sfbuf.h>
  65 #include <sys/thread2.h>
  66
  67 #include <vm/vm.h>
  68 #include <vm/vm_object.h>
  69 #include <vm/vm_page.h>
  70 #include <vm/vm_pager.h>
  71 #include <vm/vm_map.h>
  72 #include <vm/vnode_pager.h>
  73 #include <vm/vm_extern.h>
  74
  75 static vm_offset_t vnode_pager_addr (struct vnode *vp, vm_ooffset_t address,
  76                                          int *run);
  77 static void vnode_pager_iodone (struct buf *bp);
  78 static int vnode_pager_input_smlfs (vm_object_t object, vm_page_t m);
  79 static int vnode_pager_input_old (vm_object_t object, vm_page_t m);
  80 static void vnode_pager_dealloc (vm_object_t);
  81 static int vnode_pager_getpages (vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
  82 static void vnode_pager_putpages (vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
  83 static boolean_t vnode_pager_haspage (vm_object_t, vm_pindex_t, int *, int *);
  84
  85 struct pagerops vnodepagerops = {
  86         NULL,
  87         vnode_pager_alloc,
  88         vnode_pager_dealloc,
  89         vnode_pager_getpages,
  90         vnode_pager_putpages,
  91         vnode_pager_haspage,
  92         NULL
  93 };
  94
  95 int vnode_pbuf_freecnt = -1;    /* start out unlimited */
  96
  97 /*
  98  * Allocate (or lookup) pager for a vnode.
  99  * Handle is a vnode pointer.
 100  */
 101 vm_object_t
 102 vnode_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
 103                   vm_ooffset_t offset)
 104 {
 105         vm_object_t object;
 106         struct vnode *vp;
 107
 108         /*
 109          * Pageout to vnode, no can do yet.
 110          */
 111         if (handle == NULL)
 112                 return (NULL);
 113
 114         /*
 115          * XXX hack - This initialization should be put somewhere else.
 116          */
 117         if (vnode_pbuf_freecnt < 0) {
 118             vnode_pbuf_freecnt = nswbuf / 2 + 1;
 119         }
 120
 121         vp = (struct vnode *) handle;
 122
 123         /*
 124          * Prevent race condition when allocating the object. This
 125          * can happen with NFS vnodes since the nfsnode isn't locked.
 126          */
 127         while (vp->v_flag & VOLOCK) {
 128                 vp->v_flag |= VOWANT;
 129                 tsleep(vp, 0, "vnpobj", 0);
 130         }
 131         vp->v_flag |= VOLOCK;
 132
 133         /*
 134          * If the object is being terminated, wait for it to
 135          * go away.
 136          */
 137         while (((object = vp->v_object) != NULL) &&
 138                 (object->flags & OBJ_DEAD)) {
 139                 tsleep(object, 0, "vadead", 0);
 140         }
 141
 142         if (vp->v_usecount == 0)
 143                 panic("vnode_pager_alloc: no vnode reference");
 144
 145         if (object == NULL) {
 146                 /*
 147                  * And an object of the appropriate size
 148                  */
 149                 object = vm_object_allocate(OBJT_VNODE, OFF_TO_IDX(round_page(size)));
 150                 object->flags = 0;
 151
 152                 object->un_pager.vnp.vnp_size = size;
 153
 154                 object->handle = handle;
 155                 vp->v_object = object;
 156                 vp->v_usecount++;
 157         } else {
 158                 object->ref_count++;
 159                 vp->v_usecount++;
 160         }
 161
 162         vp->v_flag &= ~VOLOCK;
 163         if (vp->v_flag & VOWANT) {
 164                 vp->v_flag &= ~VOWANT;
 165                 wakeup(vp);
 166         }
 167         return (object);
 168 }
 169
 170 static void
 171 vnode_pager_dealloc(vm_object_t object)
 172 {
 173         struct vnode *vp = object->handle;
 174
 175         if (vp == NULL)
 176                 panic("vnode_pager_dealloc: pager already dealloced");
 177
 178         vm_object_pip_wait(object, "vnpdea");
 179
 180         object->handle = NULL;
 181         object->type = OBJT_DEAD;
 182         vp->v_object = NULL;
 183         vp->v_flag &= ~(VTEXT | VOBJBUF);
 184 }
 185
 186 static boolean_t
 187 vnode_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before,
 188     int *after)
 189 {
 190         struct vnode *vp = object->handle;
 191         daddr_t bn;
 192         int err;
 193         daddr_t reqblock;
 194         int poff;
 195         int bsize;
 196         int pagesperblock, blocksperpage;
 197
 198         /*
 199          * If no vp or vp is doomed or marked transparent to VM, we do not
 200          * have the page.
 201          */
 202         if ((vp == NULL) || (vp->v_flag & VRECLAIMED))
 203                 return FALSE;
 204
 205         /*
 206          * If filesystem no longer mounted or offset beyond end of file we do
 207          * not have the page.
 208          */
 209         if ((vp->v_mount == NULL) ||
 210                 (IDX_TO_OFF(pindex) >= object->un_pager.vnp.vnp_size))
 211                 return FALSE;
 212
 213         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
 214         pagesperblock = bsize / PAGE_SIZE;
 215         blocksperpage = 0;
 216         if (pagesperblock > 0) {
 217                 reqblock = pindex / pagesperblock;
 218         } else {
 219                 blocksperpage = (PAGE_SIZE / bsize);
 220                 reqblock = pindex * blocksperpage;
 221         }
 222         err = VOP_BMAP(vp, reqblock, (struct vnode **) 0, &bn,
 223                 after, before);
 224         if (err)
 225                 return TRUE;
 226         if ( bn == -1)
 227                 return FALSE;
 228         if (pagesperblock > 0) {
 229                 poff = pindex - (reqblock * pagesperblock);
 230                 if (before) {
 231                         *before *= pagesperblock;
 232                         *before += poff;
 233                 }
 234                 if (after) {
 235                         int numafter;
 236                         *after *= pagesperblock;
 237                         numafter = pagesperblock - (poff + 1);
 238                         if (IDX_TO_OFF(pindex + numafter) > object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 239                                 numafter = OFF_TO_IDX((object->un_pager.vnp.vnp_size - IDX_TO_OFF(pindex)));
 240                         }
 241                         *after += numafter;
 242                 }
 243         } else {
 244                 if (before) {
 245                         *before /= blocksperpage;
 246                 }
 247
 248                 if (after) {
 249                         *after /= blocksperpage;
 250                 }
 251         }
 252         return TRUE;
 253 }
 254
 255 /*
 256  * Lets the VM system know about a change in size for a file.
 257  * We adjust our own internal size and flush any cached pages in
 258  * the associated object that are affected by the size change.
 259  *
 260  * Note: this routine may be invoked as a result of a pager put
 261  * operation (possibly at object termination time), so we must be careful.
 262  */
 263 void
 264 vnode_pager_setsize(struct vnode *vp, vm_ooffset_t nsize)
 265 {
 266         vm_pindex_t nobjsize;
 267         vm_object_t object = vp->v_object;
 268
 269         if (object == NULL)
 270                 return;
 271
 272         /*
 273          * Hasn't changed size
 274          */
 275         if (nsize == object->un_pager.vnp.vnp_size)
 276                 return;
 277
 278         nobjsize = OFF_TO_IDX(nsize + PAGE_MASK);
 279
 280         /*
 281          * File has shrunk. Toss any cached pages beyond the new EOF.
 282          */
 283         if (nsize < object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 284                 vm_freeze_copyopts(object, OFF_TO_IDX(nsize), object->size);
 285                 if (nobjsize < object->size) {
 286                         vm_object_page_remove(object, nobjsize, object->size,
 287                                 FALSE);
 288                 }
 289                 /*
 290                  * This gets rid of garbage at the end of a page that is now
 291                  * only partially backed by the vnode.  Since we are setting
 292                  * the entire page valid & clean after we are done we have
 293                  * to be sure that the portion of the page within the file
 294                  * bounds is already valid.  If it isn't then making it
 295                  * valid would create a corrupt block.
 296                  */
 297                 if (nsize & PAGE_MASK) {
 298                         vm_offset_t kva;
 299                         vm_page_t m;
 300
 301                         m = vm_page_lookup(object, OFF_TO_IDX(nsize));
 302                         if (m && m->valid) {
 303                                 int base = (int)nsize & PAGE_MASK;
 304                                 int size = PAGE_SIZE - base;
 305                                 struct sf_buf *sf;
 306
 307                                 /*
 308                                  * Clear out partial-page garbage in case
 309                                  * the page has been mapped.
 310                                  */
 311                                 sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE);
 312                                 kva = sf_buf_kva(sf);
 313                                 bzero((caddr_t)kva + base, size);
 314                                 sf_buf_free(sf);
 315
 316                                 /*
 317                                  * XXX work around SMP data integrity race
 318                                  * by unmapping the page from user processes.
 319                                  * The garbage we just cleared may be mapped
 320                                  * to a user process running on another cpu
 321                                  * and this code is not running through normal
 322                                  * I/O channels which handle SMP issues for
 323                                  * us, so unmap page to synchronize all cpus.
 324                                  *
 325                                  * XXX should vm_pager_unmap_page() have
 326                                  * dealt with this?
 327                                  */
 328                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
 329
 330                                 /*
 331                                  * Clear out partial-page dirty bits.  This
 332                                  * has the side effect of setting the valid
 333                                  * bits, but that is ok.  There are a bunch
 334                                  * of places in the VM system where we expected
 335                                  * m->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL.  The file EOF
 336                                  * case is one of them.  If the page is still
 337                                  * partially dirty, make it fully dirty.
 338                                  *
 339                                  * note that we do not clear out the valid
 340                                  * bits.  This would prevent bogus_page
 341                                  * replacement from working properly.
 342                                  */
 343                                 vm_page_set_validclean(m, base, size);
 344                                 if (m->dirty != 0)
 345                                         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
 346                         }
 347                 }
 348         }
 349         object->un_pager.vnp.vnp_size = nsize;
 350         object->size = nobjsize;
 351 }
 352
 353 void
 354 vnode_pager_freepage(vm_page_t m)
 355 {
 356         vm_page_free(m);
 357 }
 358
 359 /*
 360  * calculate the linear (byte) disk address of specified virtual
 361  * file address
 362  */
 363 static vm_offset_t
 364 vnode_pager_addr(struct vnode *vp, vm_ooffset_t address, int *run)
 365 {
 366         int rtaddress;
 367         int bsize;
 368         daddr_t block;
 369         struct vnode *rtvp;
 370         int err;
 371         daddr_t vblock;
 372         int voffset;
 373
 374         if (address < 0)
 375                 return -1;
 376
 377         if (vp->v_mount == NULL)
 378                 return -1;
 379
 380         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
 381         vblock = address / bsize;
 382         voffset = address % bsize;
 383
 384         err = VOP_BMAP(vp, vblock, &rtvp, &block, run, NULL);
 385
 386         if (err || (block == -1))
 387                 rtaddress = -1;
 388         else {
 389                 rtaddress = block + voffset / DEV_BSIZE;
 390                 if( run) {
 391                         *run += 1;
 392                         *run *= bsize/PAGE_SIZE;
 393                         *run -= voffset/PAGE_SIZE;
 394                 }
 395         }
 396
 397         return rtaddress;
 398 }
 399
 400 /*
 401  * interrupt routine for I/O completion
 402  */
 403 static void
 404 vnode_pager_iodone(struct buf *bp)
 405 {
 406         bp->b_flags |= B_DONE;
 407         wakeup(bp);
 408 }
 409
 410 /*
 411  * small block file system vnode pager input
 412  */
 413 static int
 414 vnode_pager_input_smlfs(vm_object_t object, vm_page_t m)
 415 {
 416         int i;
 417         struct vnode *dp, *vp;
 418         struct buf *bp;
 419         vm_offset_t kva;
 420         struct sf_buf *sf;
 421         int fileaddr;
 422         vm_offset_t bsize;
 423         int error = 0;
 424
 425         vp = object->handle;
 426         if (vp->v_mount == NULL)
 427                 return VM_PAGER_BAD;
 428
 429         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
 430
 431
 432         VOP_BMAP(vp, 0, &dp, 0, NULL, NULL);
 433
 434         sf = sf_buf_alloc(m, 0);
 435         kva = sf_buf_kva(sf);
 436
 437         for (i = 0; i < PAGE_SIZE / bsize; i++) {
 438                 vm_ooffset_t address;
 439
 440                 if (vm_page_bits(i * bsize, bsize) & m->valid)
 441                         continue;
 442
 443                 address = IDX_TO_OFF(m->pindex) + i * bsize;
 444                 if (address >= object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 445                         fileaddr = -1;
 446                 } else {
 447                         fileaddr = vnode_pager_addr(vp, address, NULL);
 448                 }
 449                 if (fileaddr != -1) {
 450                         bp = getpbuf(&vnode_pbuf_freecnt);
 451
 452                         /* build a minimal buffer header */
 453                         bp->b_flags = B_READ;
 454                         bp->b_iodone = vnode_pager_iodone;
 455                         bp->b_data = (caddr_t) kva + i * bsize;
 456                         bp->b_blkno = fileaddr;
 457                         pbgetvp(dp, bp);
 458                         bp->b_bcount = bsize;
 459                         bp->b_bufsize = bsize;
 460                         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
 461                         runningbufspace += bp->b_runningbufspace;
 462
 463                         /* do the input */
 464                         VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
 465
 466                         /* we definitely need to be at splvm here */
 467
 468                         crit_enter();
 469                         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
 470                                 tsleep(bp, 0, "vnsrd", 0);
 471                         }
 472                         crit_exit();
 473                         if ((bp->b_flags & B_ERROR) != 0)
 474                                 error = EIO;
 475
 476                         /*
 477                          * free the buffer header back to the swap buffer pool
 478                          */
 479                         relpbuf(bp, &vnode_pbuf_freecnt);
 480                         if (error)
 481                                 break;
 482
 483                         vm_page_set_validclean(m, (i * bsize) & PAGE_MASK, bsize);
 484                 } else {
 485                         vm_page_set_validclean(m, (i * bsize) & PAGE_MASK, bsize);
 486                         bzero((caddr_t) kva + i * bsize, bsize);
 487                 }
 488         }
 489         sf_buf_free(sf);
 490         pmap_clear_modify(m);
 491         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
 492         if (error) {
 493                 return VM_PAGER_ERROR;
 494         }
 495         return VM_PAGER_OK;
 496
 497 }
 498
 499
 500 /*
 501  * old style vnode pager output routine
 502  */
 503 static int
 504 vnode_pager_input_old(vm_object_t object, vm_page_t m)
 505 {
 506         struct uio auio;
 507         struct iovec aiov;
 508         int error;
 509         int size;
 510         vm_offset_t kva;
 511         struct sf_buf *sf;
 512
 513         error = 0;
 514
 515         /*
 516          * Return failure if beyond current EOF
 517          */
 518         if (IDX_TO_OFF(m->pindex) >= object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 519                 return VM_PAGER_BAD;
 520         } else {
 521                 size = PAGE_SIZE;
 522                 if (IDX_TO_OFF(m->pindex) + size > object->un_pager.vnp.vnp_size)
 523                         size = object->un_pager.vnp.vnp_size - IDX_TO_OFF(m->pindex);
 524
 525                 /*
 526                  * Allocate a kernel virtual address and initialize so that
 527                  * we can use VOP_READ/WRITE routines.
 528                  */
 529                 sf = sf_buf_alloc(m, 0);
 530                 kva = sf_buf_kva(sf);
 531
 532                 aiov.iov_base = (caddr_t) kva;
 533                 aiov.iov_len = size;
 534                 auio.uio_iov = &aiov;
 535                 auio.uio_iovcnt = 1;
 536                 auio.uio_offset = IDX_TO_OFF(m->pindex);
 537                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 538                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 539                 auio.uio_resid = size;
 540                 auio.uio_td = curthread;
 541
 542                 error = VOP_READ(((struct vnode *)object->handle),
 543                                 &auio, 0, proc0.p_ucred);
 544                 if (!error) {
 545                         int count = size - auio.uio_resid;
 546
 547                         if (count == 0)
 548                                 error = EINVAL;
 549                         else if (count != PAGE_SIZE)
 550                                 bzero((caddr_t) kva + count, PAGE_SIZE - count);
 551                 }
 552                 sf_buf_free(sf);
 553         }
 554         pmap_clear_modify(m);
 555         vm_page_undirty(m);
 556         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
 557         if (!error)
 558                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 559         return error ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK;
 560 }
 561
 562 /*
 563  * generic vnode pager input routine
 564  */
 565
 566 /*
 567  * EOPNOTSUPP is no longer legal.  For local media VFS's that do not
 568  * implement their own VOP_GETPAGES, their VOP_GETPAGES should call to
 569  * vnode_pager_generic_getpages() to implement the previous behaviour.
 570  *
 571  * All other FS's should use the bypass to get to the local media
 572  * backing vp's VOP_GETPAGES.
 573  */
 574 static int
 575 vnode_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int reqpage)
 576 {
 577         int rtval;
 578         struct vnode *vp;
 579         int bytes = count * PAGE_SIZE;
 580
 581         vp = object->handle;
 582         /*
 583          * XXX temporary diagnostic message to help track stale FS code,
 584          * Returning EOPNOTSUPP from here may make things unhappy.
 585          */
 586         rtval = VOP_GETPAGES(vp, m, bytes, reqpage, 0);
 587         if (rtval == EOPNOTSUPP) {
 588             printf("vnode_pager: *** WARNING *** stale FS getpages\n");
 589             rtval = vnode_pager_generic_getpages( vp, m, bytes, reqpage);
 590         }
 591         return rtval;
 592 }
 593
 594
 595 /*
 596  * This is now called from local media FS's to operate against their
 597  * own vnodes if they fail to implement VOP_GETPAGES.
 598  */
 599 int
 600 vnode_pager_generic_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *m, int bytecount,
 601     int reqpage)
 602 {
 603         vm_object_t object;
 604         vm_offset_t kva;
 605         off_t foff, tfoff, nextoff;
 606         int i, size, bsize, first, firstaddr;
 607         struct vnode *dp;
 608         int runpg;
 609         int runend;
 610         struct buf *bp;
 611         int count;
 612         int error = 0;
 613
 614         object = vp->v_object;
 615         count = bytecount / PAGE_SIZE;
 616
 617         if (vp->v_mount == NULL)
 618                 return VM_PAGER_BAD;
 619
 620         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
 621
 622         /* get the UNDERLYING device for the file with VOP_BMAP() */
 623
 624         /*
 625          * originally, we did not check for an error return value -- assuming
 626          * an fs always has a bmap entry point -- that assumption is wrong!!!
 627          */
 628         foff = IDX_TO_OFF(m[reqpage]->pindex);
 629
 630         /*
 631          * if we can't bmap, use old VOP code
 632          */
 633         if (VOP_BMAP(vp, 0, &dp, 0, NULL, NULL)) {
 634                 for (i = 0; i < count; i++) {
 635                         if (i != reqpage) {
 636                                 vnode_pager_freepage(m[i]);
 637                         }
 638                 }
 639                 mycpu->gd_cnt.v_vnodein++;
 640                 mycpu->gd_cnt.v_vnodepgsin++;
 641                 return vnode_pager_input_old(object, m[reqpage]);
 642
 643                 /*
 644                  * if the blocksize is smaller than a page size, then use
 645                  * special small filesystem code.  NFS sometimes has a small
 646                  * blocksize, but it can handle large reads itself.
 647                  */
 648         } else if ((PAGE_SIZE / bsize) > 1 &&
 649             (vp->v_mount->mnt_stat.f_type != nfs_mount_type)) {
 650                 for (i = 0; i < count; i++) {
 651                         if (i != reqpage) {
 652                                 vnode_pager_freepage(m[i]);
 653                         }
 654                 }
 655                 mycpu->gd_cnt.v_vnodein++;
 656                 mycpu->gd_cnt.v_vnodepgsin++;
 657                 return vnode_pager_input_smlfs(object, m[reqpage]);
 658         }
 659
 660         /*
 661          * If we have a completely valid page available to us, we can
 662          * clean up and return.  Otherwise we have to re-read the
 663          * media.
 664          *
 665          * Note that this does not work with NFS, so NFS has its own
 666          * getpages routine.  The problem is that NFS can have partially
 667          * valid pages associated with the buffer cache due to the piecemeal
 668          * write support.  If we were to fall through and re-read the media
 669          * as we do here, dirty data could be lost.
 670          */
 671
 672         if (m[reqpage]->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
 673                 for (i = 0; i < count; i++) {
 674                         if (i != reqpage)
 675                                 vnode_pager_freepage(m[i]);
 676                 }
 677                 return VM_PAGER_OK;
 678         }
 679         m[reqpage]->valid = 0;
 680
 681         /*
 682          * here on direct device I/O
 683          */
 684
 685         firstaddr = -1;
 686         /*
 687          * calculate the run that includes the required page
 688          */
 689         for(first = 0, i = 0; i < count; i = runend) {
 690                 firstaddr = vnode_pager_addr(vp,
 691                         IDX_TO_OFF(m[i]->pindex), &runpg);
 692                 if (firstaddr == -1) {
 693                         if (i == reqpage && foff < object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 694                                 /* XXX no %qd in kernel. */
 695                                 panic("vnode_pager_getpages: unexpected missing page: firstaddr: %d, foff: 0x%lx%08lx, vnp_size: 0x%lx%08lx",
 696                                  firstaddr, (u_long)(foff >> 32),
 697                                  (u_long)(u_int32_t)foff,
 698                                  (u_long)(u_int32_t)
 699                                  (object->un_pager.vnp.vnp_size >> 32),
 700                                  (u_long)(u_int32_t)
 701                                  object->un_pager.vnp.vnp_size);
 702                         }
 703                         vnode_pager_freepage(m[i]);
 704                         runend = i + 1;
 705                         first = runend;
 706                         continue;
 707                 }
 708                 runend = i + runpg;
 709                 if (runend <= reqpage) {
 710                         int j;
 711                         for (j = i; j < runend; j++) {
 712                                 vnode_pager_freepage(m[j]);
 713                         }
 714                 } else {
 715                         if (runpg < (count - first)) {
 716                                 for (i = first + runpg; i < count; i++)
 717                                         vnode_pager_freepage(m[i]);
 718                                 count = first + runpg;
 719                         }
 720                         break;
 721                 }
 722                 first = runend;
 723         }
 724
 725         /*
 726          * the first and last page have been calculated now, move input pages
 727          * to be zero based...
 728          */
 729         if (first != 0) {
 730                 for (i = first; i < count; i++) {
 731                         m[i - first] = m[i];
 732                 }
 733                 count -= first;
 734                 reqpage -= first;
 735         }
 736
 737         /*
 738          * calculate the file virtual address for the transfer
 739          */
 740         foff = IDX_TO_OFF(m[0]->pindex);
 741
 742         /*
 743          * calculate the size of the transfer
 744          */
 745         size = count * PAGE_SIZE;
 746         if ((foff + size) > object->un_pager.vnp.vnp_size)
 747                 size = object->un_pager.vnp.vnp_size - foff;
 748
 749         /*
 750          * round up physical size for real devices.
 751          */
 752         if (dp->v_type == VBLK || dp->v_type == VCHR) {
 753                 int secmask = dp->v_rdev->si_bsize_phys - 1;
 754                 KASSERT(secmask < PAGE_SIZE, ("vnode_pager_generic_getpages: sector size %d too large\n", secmask + 1));
 755                 size = (size + secmask) & ~secmask;
 756         }
 757
 758         bp = getpbuf(&vnode_pbuf_freecnt);
 759         kva = (vm_offset_t) bp->b_data;
 760
 761         /*
 762          * and map the pages to be read into the kva
 763          */
 764         pmap_qenter(kva, m, count);
 765
 766         /* build a minimal buffer header */
 767         bp->b_flags = B_READ;
 768         bp->b_iodone = vnode_pager_iodone;
 769         /* B_PHYS is not set, but it is nice to fill this in */
 770         bp->b_blkno = firstaddr;
 771         pbgetvp(dp, bp);
 772         bp->b_bcount = size;
 773         bp->b_bufsize = size;
 774         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
 775         runningbufspace += bp->b_runningbufspace;
 776
 777         mycpu->gd_cnt.v_vnodein++;
 778         mycpu->gd_cnt.v_vnodepgsin += count;
 779
 780         /* do the input */
 781         VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
 782
 783         crit_enter();
 784         /* we definitely need to be at splvm here */
 785
 786         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
 787                 tsleep(bp, 0, "vnread", 0);
 788         }
 789         crit_exit();
 790         if ((bp->b_flags & B_ERROR) != 0)
 791                 error = EIO;
 792
 793         if (!error) {
 794                 if (size != count * PAGE_SIZE)
 795                         bzero((caddr_t) kva + size, PAGE_SIZE * count - size);
 796         }
 797         pmap_qremove(kva, count);
 798
 799         /*
 800          * free the buffer header back to the swap buffer pool
 801          */
 802         relpbuf(bp, &vnode_pbuf_freecnt);
 803
 804         for (i = 0, tfoff = foff; i < count; i++, tfoff = nextoff) {
 805                 vm_page_t mt;
 806
 807                 nextoff = tfoff + PAGE_SIZE;
 808                 mt = m[i];
 809
 810                 if (nextoff <= object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 811                         /*
 812                          * Read filled up entire page.
 813                          */
 814                         mt->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 815                         vm_page_undirty(mt);    /* should be an assert? XXX */
 816                         pmap_clear_modify(mt);
 817                 } else {
 818                         /*
 819                          * Read did not fill up entire page.  Since this
 820                          * is getpages, the page may be mapped, so we have
 821                          * to zero the invalid portions of the page even
 822                          * though we aren't setting them valid.
 823                          *
 824                          * Currently we do not set the entire page valid,
 825                          * we just try to clear the piece that we couldn't
 826                          * read.
 827                          */
 828                         vm_page_set_validclean(mt, 0,
 829                             object->un_pager.vnp.vnp_size - tfoff);
 830                         /* handled by vm_fault now */
 831                         /* vm_page_zero_invalid(mt, FALSE); */
 832                 }
 833
 834                 vm_page_flag_clear(mt, PG_ZERO);
 835                 if (i != reqpage) {
 836
 837                         /*
 838                          * whether or not to leave the page activated is up in
 839                          * the air, but we should put the page on a page queue
 840                          * somewhere. (it already is in the object). Result:
 841                          * It appears that empirical results show that
 842                          * deactivating pages is best.
 843                          */
 844
 845                         /*
 846                          * just in case someone was asking for this page we
 847                          * now tell them that it is ok to use
 848                          */
 849                         if (!error) {
 850                                 if (mt->flags & PG_WANTED)
 851                                         vm_page_activate(mt);
 852                                 else
 853                                         vm_page_deactivate(mt);
 854                                 vm_page_wakeup(mt);
 855                         } else {
 856                                 vnode_pager_freepage(mt);
 857                         }
 858                 }
 859         }
 860         if (error) {
 861                 printf("vnode_pager_getpages: I/O read error\n");
 862         }
 863         return (error ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
 864 }
 865
 866 /*
 867  * EOPNOTSUPP is no longer legal.  For local media VFS's that do not
 868  * implement their own VOP_PUTPAGES, their VOP_PUTPAGES should call to
 869  * vnode_pager_generic_putpages() to implement the previous behaviour.
 870  *
 871  * All other FS's should use the bypass to get to the local media
 872  * backing vp's VOP_PUTPAGES.
 873  */
 874 static void
 875 vnode_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
 876     boolean_t sync, int *rtvals)
 877 {
 878         int rtval;
 879         struct vnode *vp;
 880         int bytes = count * PAGE_SIZE;
 881
 882         /*
 883          * Force synchronous operation if we are extremely low on memory
 884          * to prevent a low-memory deadlock.  VOP operations often need to
 885          * allocate more memory to initiate the I/O ( i.e. do a BMAP
 886          * operation ).  The swapper handles the case by limiting the amount
 887          * of asynchronous I/O, but that sort of solution doesn't scale well
 888          * for the vnode pager without a lot of work.
 889          *
 890          * Also, the backing vnode's iodone routine may not wake the pageout
 891          * daemon up.  This should be probably be addressed XXX.
 892          */
 893
 894         if ((vmstats.v_free_count + vmstats.v_cache_count) < vmstats.v_pageout_free_min)
 895                 sync |= OBJPC_SYNC;
 896
 897         /*
 898          * Call device-specific putpages function
 899          */
 900
 901         vp = object->handle;
 902         rtval = VOP_PUTPAGES(vp, m, bytes, sync, rtvals, 0);
 903         if (rtval == EOPNOTSUPP) {
 904             printf("vnode_pager: *** WARNING *** stale FS putpages\n");
 905             rtval = vnode_pager_generic_putpages( vp, m, bytes, sync, rtvals);
 906         }
 907 }
 908
 909
 910 /*
 911  * This is now called from local media FS's to operate against their
 912  * own vnodes if they fail to implement VOP_PUTPAGES.
 913  *
 914  * This is typically called indirectly via the pageout daemon and
 915  * clustering has already typically occured, so in general we ask the
 916  * underlying filesystem to write the data out asynchronously rather
 917  * then delayed.
 918  */
 919 int
 920 vnode_pager_generic_putpages(struct vnode *vp, vm_page_t *m, int bytecount,
 921     int flags, int *rtvals)
 922 {
 923         int i;
 924         vm_object_t object;
 925         int count;
 926
 927         int maxsize, ncount;
 928         vm_ooffset_t poffset;
 929         struct uio auio;
 930         struct iovec aiov;
 931         int error;
 932         int ioflags;
 933
 934         object = vp->v_object;
 935         count = bytecount / PAGE_SIZE;
 936
 937         for (i = 0; i < count; i++)
 938                 rtvals[i] = VM_PAGER_AGAIN;
 939
 940         if ((int) m[0]->pindex < 0) {
 941                 printf("vnode_pager_putpages: attempt to write meta-data!!! -- 0x%lx(%x)\n",
 942                         (long)m[0]->pindex, m[0]->dirty);
 943                 rtvals[0] = VM_PAGER_BAD;
 944                 return VM_PAGER_BAD;
 945         }
 946
 947         maxsize = count * PAGE_SIZE;
 948         ncount = count;
 949
 950         poffset = IDX_TO_OFF(m[0]->pindex);
 951
 952         /*
 953          * If the page-aligned write is larger then the actual file we
 954          * have to invalidate pages occuring beyond the file EOF.  However,
 955          * there is an edge case where a file may not be page-aligned where
 956          * the last page is partially invalid.  In this case the filesystem
 957          * may not properly clear the dirty bits for the entire page (which
 958          * could be VM_PAGE_BITS_ALL due to the page having been mmap()d).
 959          * With the page locked we are free to fix-up the dirty bits here.
 960          *
 961          * We do not under any circumstances truncate the valid bits, as
 962          * this will screw up bogus page replacement.
 963          */
 964         if (maxsize + poffset > object->un_pager.vnp.vnp_size) {
 965                 if (object->un_pager.vnp.vnp_size > poffset) {
 966                         int pgoff;
 967
 968                         maxsize = object->un_pager.vnp.vnp_size - poffset;
 969                         ncount = btoc(maxsize);
 970                         if ((pgoff = (int)maxsize & PAGE_MASK) != 0) {
 971                                 vm_page_clear_dirty(m[ncount - 1], pgoff,
 972                                         PAGE_SIZE - pgoff);
 973                         }
 974                 } else {
 975                         maxsize = 0;
 976                         ncount = 0;
 977                 }
 978                 if (ncount < count) {
 979                         for (i = ncount; i < count; i++) {
 980                                 rtvals[i] = VM_PAGER_BAD;
 981                         }
 982                 }
 983         }
 984
 985         /*
 986          * pageouts are already clustered, use IO_ASYNC to force a bawrite()
 987          * rather then a bdwrite() to prevent paging I/O from saturating
 988          * the buffer cache.  Dummy-up the sequential heuristic to cause
 989          * large ranges to cluster.  If neither IO_SYNC or IO_ASYNC is set,
 990          * the system decides how to cluster.
 991          */
 992         ioflags = IO_VMIO;
 993         if (flags & (VM_PAGER_PUT_SYNC | VM_PAGER_PUT_INVAL))
 994                 ioflags |= IO_SYNC;
 995         else if ((flags & VM_PAGER_CLUSTER_OK) == 0)
 996                 ioflags |= IO_ASYNC;
 997         ioflags |= (flags & VM_PAGER_PUT_INVAL) ? IO_INVAL: 0;
 998         ioflags |= IO_SEQMAX << IO_SEQSHIFT;
 999
1000         aiov.iov_base = (caddr_t) 0;
1001         aiov.iov_len = maxsize;
1002         auio.uio_iov = &aiov;
1003         auio.uio_iovcnt = 1;
1004         auio.uio_offset = poffset;
1005         auio.uio_segflg = UIO_NOCOPY;
1006         auio.uio_rw = UIO_WRITE;
1007         auio.uio_resid = maxsize;
1008         auio.uio_td = NULL;
1009         error = VOP_WRITE(vp, &auio, ioflags, proc0.p_ucred);
1010         mycpu->gd_cnt.v_vnodeout++;
1011         mycpu->gd_cnt.v_vnodepgsout += ncount;
1012
1013         if (error) {
1014                 printf("vnode_pager_putpages: I/O error %d\n", error);
1015         }
1016         if (auio.uio_resid) {
1017                 printf("vnode_pager_putpages: residual I/O %d at %lu\n",
1018                     auio.uio_resid, (u_long)m[0]->pindex);
1019         }
1020         for (i = 0; i < ncount; i++) {
1021                 rtvals[i] = VM_PAGER_OK;
1022         }
1023         return rtvals[0];
1024 }
1025
1026 struct vnode *
1027 vnode_pager_lock(vm_object_t object)
1028 {
1029         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
1030         int error;
1031
1032         for (; object != NULL; object = object->backing_object) {
1033                 if (object->type != OBJT_VNODE)
1034                         continue;
1035                 if (object->flags & OBJ_DEAD)
1036                         return NULL;
1037
1038                 for (;;) {
1039                         struct vnode *vp = object->handle;
1040                         error = vget(vp, LK_NOPAUSE | LK_SHARED |
1041                                          LK_RETRY | LK_CANRECURSE, td);
1042                         if (error == 0) {
1043                                 if (object->handle != vp) {
1044                                         vput(vp);
1045                                         continue;
1046                                 }
1047                                 return (vp);
1048                         }
1049                         if ((object->flags & OBJ_DEAD) ||
1050                             (object->type != OBJT_VNODE)) {
1051                                 return NULL;
1052                         }
1053                         printf("vnode_pager_lock: vp %p error %d lockstatus %d, retrying\n", vp, error, lockstatus(&vp->v_lock, td));
1054                         tsleep(object->handle, 0, "vnpgrl", hz);
1055                 }
1056         }
1057         return NULL;
1058 }