kernel - Fix cluster_read random I/O heuristic
[dragonfly.git] / sys / vfs / hammer / hammer_io.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2007-2008 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  * 
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
6  * 
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *    the documentation and/or other materials provided with the
16  *    distribution.
17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *    from this software without specific, prior written permission.
20  * 
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  * 
34  * $DragonFly: src/sys/vfs/hammer/hammer_io.c,v 1.55 2008/09/15 17:02:49 dillon Exp $
35  */
36 /*
37  * IO Primitives and buffer cache management
38  *
39  * All major data-tracking structures in HAMMER contain a struct hammer_io
40  * which is used to manage their backing store.  We use filesystem buffers
41  * for backing store and we leave them passively associated with their
42  * HAMMER structures.
43  *
44  * If the kernel tries to destroy a passively associated buf which we cannot
45  * yet let go we set B_LOCKED in the buffer and then actively released it
46  * later when we can.
47  */
48
49 #include "hammer.h"
50 #include <sys/fcntl.h>
51 #include <sys/nlookup.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/buf2.h>
54
55 static void hammer_io_modify(hammer_io_t io, int count);
56 static void hammer_io_deallocate(struct buf *bp);
57 #if 0
58 static void hammer_io_direct_read_complete(struct bio *nbio);
59 #endif
60 static void hammer_io_direct_write_complete(struct bio *nbio);
61 static int hammer_io_direct_uncache_callback(hammer_inode_t ip, void *data);
62 static void hammer_io_set_modlist(struct hammer_io *io);
63 static void hammer_io_flush_mark(hammer_volume_t volume);
64
65
66 /*
67  * Initialize a new, already-zero'd hammer_io structure, or reinitialize
68  * an existing hammer_io structure which may have switched to another type.
69  */
70 void
71 hammer_io_init(hammer_io_t io, hammer_volume_t volume, enum hammer_io_type type)
72 {
73         io->volume = volume;
74         io->hmp = volume->io.hmp;
75         io->type = type;
76 }
77
78 /*
79  * Helper routine to disassociate a buffer cache buffer from an I/O
80  * structure.  The buffer is unlocked and marked appropriate for reclamation.
81  *
82  * The io may have 0 or 1 references depending on who called us.  The
83  * caller is responsible for dealing with the refs.
84  *
85  * This call can only be made when no action is required on the buffer.
86  *
87  * The caller must own the buffer and the IO must indicate that the
88  * structure no longer owns it (io.released != 0).
89  */
90 static void
91 hammer_io_disassociate(hammer_io_structure_t iou)
92 {
93         struct buf *bp = iou->io.bp;
94
95         KKASSERT(iou->io.released);
96         KKASSERT(iou->io.modified == 0);
97         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == (void *)iou);
98         buf_dep_init(bp);
99         iou->io.bp = NULL;
100
101         /*
102          * If the buffer was locked someone wanted to get rid of it.
103          */
104         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
105                 --hammer_count_io_locked;
106                 bp->b_flags &= ~B_LOCKED;
107         }
108         if (iou->io.reclaim) {
109                 bp->b_flags |= B_NOCACHE|B_RELBUF;
110                 iou->io.reclaim = 0;
111         }
112
113         switch(iou->io.type) {
114         case HAMMER_STRUCTURE_VOLUME:
115                 iou->volume.ondisk = NULL;
116                 break;
117         case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
118         case HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER:
119         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
120                 iou->buffer.ondisk = NULL;
121                 break;
122         case HAMMER_STRUCTURE_DUMMY:
123                 panic("hammer_io_disassociate: bad io type");
124                 break;
125         }
126 }
127
128 /*
129  * Wait for any physical IO to complete
130  *
131  * XXX we aren't interlocked against a spinlock or anything so there
132  *     is a small window in the interlock / io->running == 0 test.
133  */
134 void
135 hammer_io_wait(hammer_io_t io)
136 {
137         if (io->running) {
138                 for (;;) {
139                         io->waiting = 1;
140                         tsleep_interlock(io, 0);
141                         if (io->running == 0)
142                                 break;
143                         tsleep(io, PINTERLOCKED, "hmrflw", hz);
144                         if (io->running == 0)
145                                 break;
146                 }
147         }
148 }
149
150 /*
151  * Wait for all currently queued HAMMER-initiated I/Os to complete.
152  *
153  * This is not supposed to count direct I/O's but some can leak
154  * through (for non-full-sized direct I/Os).
155  */
156 void
157 hammer_io_wait_all(hammer_mount_t hmp, const char *ident, int doflush)
158 {
159         struct hammer_io iodummy;
160         hammer_io_t io;
161
162         /*
163          * Degenerate case, no I/O is running
164          */
165         crit_enter();
166         if (TAILQ_EMPTY(&hmp->iorun_list)) {
167                 crit_exit();
168                 if (doflush)
169                         hammer_io_flush_sync(hmp);
170                 return;
171         }
172         bzero(&iodummy, sizeof(iodummy));
173         iodummy.type = HAMMER_STRUCTURE_DUMMY;
174
175         /*
176          * Add placemarker and then wait until it becomes the head of
177          * the list.
178          */
179         TAILQ_INSERT_TAIL(&hmp->iorun_list, &iodummy, iorun_entry);
180         while (TAILQ_FIRST(&hmp->iorun_list) != &iodummy) {
181                 tsleep(&iodummy, 0, ident, 0);
182         }
183
184         /*
185          * Chain in case several placemarkers are present.
186          */
187         TAILQ_REMOVE(&hmp->iorun_list, &iodummy, iorun_entry);
188         io = TAILQ_FIRST(&hmp->iorun_list);
189         if (io && io->type == HAMMER_STRUCTURE_DUMMY)
190                 wakeup(io);
191         crit_exit();
192
193         if (doflush)
194                 hammer_io_flush_sync(hmp);
195 }
196
197 /*
198  * Clear a flagged error condition on a I/O buffer.  The caller must hold
199  * its own ref on the buffer.
200  */
201 void
202 hammer_io_clear_error(struct hammer_io *io)
203 {
204         if (io->ioerror) {
205                 io->ioerror = 0;
206                 hammer_rel(&io->lock);
207                 KKASSERT(hammer_isactive(&io->lock));
208         }
209 }
210
211 /*
212  * This is an advisory function only which tells the buffer cache
213  * the bp is not a meta-data buffer, even though it is backed by
214  * a block device.
215  *
216  * This is used by HAMMER's reblocking code to avoid trying to
217  * swapcache the filesystem's data when it is read or written
218  * by the reblocking code.
219  */
220 void
221 hammer_io_notmeta(hammer_buffer_t buffer)
222 {
223         buffer->io.bp->b_flags |= B_NOTMETA;
224 }
225
226
227 #define HAMMER_MAXRA    4
228
229 /*
230  * Load bp for a HAMMER structure.  The io must be exclusively locked by
231  * the caller.
232  *
233  * This routine is mostly used on meta-data and small-data blocks.  Generally
234  * speaking HAMMER assumes some locality of reference and will cluster 
235  * a 64K read.
236  *
237  * Note that clustering occurs at the device layer, not the logical layer.
238  * If the buffers do not apply to the current operation they may apply to
239  * some other.
240  */
241 int
242 hammer_io_read(struct vnode *devvp, struct hammer_io *io, hammer_off_t limit)
243 {
244         struct buf *bp;
245         int   error;
246
247         if ((bp = io->bp) == NULL) {
248                 hammer_count_io_running_read += io->bytes;
249                 if (hammer_cluster_enable) {
250                         error = cluster_read(devvp, limit,
251                                              io->offset, io->bytes,
252                                              HAMMER_CLUSTER_SIZE,
253                                              HAMMER_CLUSTER_BUFS, &io->bp);
254                 } else {
255                         error = bread(devvp, io->offset, io->bytes, &io->bp);
256                 }
257                 hammer_stats_disk_read += io->bytes;
258                 hammer_count_io_running_read -= io->bytes;
259
260                 /*
261                  * The code generally assumes b_ops/b_dep has been set-up,
262                  * even if we error out here.
263                  */
264                 bp = io->bp;
265                 bp->b_ops = &hammer_bioops;
266                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
267                 LIST_INSERT_HEAD(&bp->b_dep, &io->worklist, node);
268                 BUF_KERNPROC(bp);
269                 KKASSERT(io->modified == 0);
270                 KKASSERT(io->running == 0);
271                 KKASSERT(io->waiting == 0);
272                 io->released = 0;       /* we hold an active lock on bp */
273         } else {
274                 error = 0;
275         }
276         return(error);
277 }
278
279 /*
280  * Similar to hammer_io_read() but returns a zero'd out buffer instead.
281  * Must be called with the IO exclusively locked.
282  *
283  * vfs_bio_clrbuf() is kinda nasty, enforce serialization against background
284  * I/O by forcing the buffer to not be in a released state before calling
285  * it.
286  *
287  * This function will also mark the IO as modified but it will not
288  * increment the modify_refs count.
289  */
290 int
291 hammer_io_new(struct vnode *devvp, struct hammer_io *io)
292 {
293         struct buf *bp;
294
295         if ((bp = io->bp) == NULL) {
296                 io->bp = getblk(devvp, io->offset, io->bytes, 0, 0);
297                 bp = io->bp;
298                 bp->b_ops = &hammer_bioops;
299                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
300                 LIST_INSERT_HEAD(&bp->b_dep, &io->worklist, node);
301                 io->released = 0;
302                 KKASSERT(io->running == 0);
303                 io->waiting = 0;
304                 BUF_KERNPROC(bp);
305         } else {
306                 if (io->released) {
307                         regetblk(bp);
308                         BUF_KERNPROC(bp);
309                         io->released = 0;
310                 }
311         }
312         hammer_io_modify(io, 0);
313         vfs_bio_clrbuf(bp);
314         return(0);
315 }
316
317 /*
318  * Advance the activity count on the underlying buffer because
319  * HAMMER does not getblk/brelse on every access.
320  */
321 void
322 hammer_io_advance(struct hammer_io *io)
323 {
324         if (io->bp)
325                 buf_act_advance(io->bp);
326 }
327
328 /*
329  * Remove potential device level aliases against buffers managed by high level
330  * vnodes.  Aliases can also be created due to mixed buffer sizes or via
331  * direct access to the backing store device.
332  *
333  * This is nasty because the buffers are also VMIO-backed.  Even if a buffer
334  * does not exist its backing VM pages might, and we have to invalidate
335  * those as well or a getblk() will reinstate them.
336  *
337  * Buffer cache buffers associated with hammer_buffers cannot be
338  * invalidated.
339  */
340 int
341 hammer_io_inval(hammer_volume_t volume, hammer_off_t zone2_offset)
342 {
343         hammer_io_structure_t iou;
344         hammer_off_t phys_offset;
345         struct buf *bp;
346         int error;
347
348         phys_offset = volume->ondisk->vol_buf_beg +
349                       (zone2_offset & HAMMER_OFF_SHORT_MASK);
350         crit_enter();
351         if ((bp = findblk(volume->devvp, phys_offset, FINDBLK_TEST)) != NULL)
352                 bp = getblk(volume->devvp, phys_offset, bp->b_bufsize, 0, 0);
353         else
354                 bp = getblk(volume->devvp, phys_offset, HAMMER_BUFSIZE, 0, 0);
355         if ((iou = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
356 #if 0
357                 hammer_ref(&iou->io.lock);
358                 hammer_io_clear_modify(&iou->io, 1);
359                 bundirty(bp);
360                 iou->io.released = 0;
361                 BUF_KERNPROC(bp);
362                 iou->io.reclaim = 1;
363                 iou->io.waitdep = 1;
364                 KKASSERT(hammer_isactive(&iou->io.lock) == 1);
365                 hammer_rel_buffer(&iou->buffer, 0);
366                 /*hammer_io_deallocate(bp);*/
367 #endif
368                 bqrelse(bp);
369                 error = EAGAIN;
370         } else {
371                 KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0);
372                 bundirty(bp);
373                 bp->b_flags |= B_NOCACHE|B_RELBUF;
374                 brelse(bp);
375                 error = 0;
376         }
377         crit_exit();
378         return(error);
379 }
380
381 /*
382  * This routine is called on the last reference to a hammer structure.
383  * The io must be interlocked with a refcount of zero.  The hammer structure
384  * will remain interlocked on return.
385  *
386  * This routine may return a non-NULL bp to the caller for dispoal.
387  * The caller typically brelse()'s the bp.
388  *
389  * The bp may or may not still be passively associated with the IO.  It
390  * will remain passively associated if it is unreleasable (e.g. a modified
391  * meta-data buffer).
392  * 
393  * The only requirement here is that modified meta-data and volume-header
394  * buffer may NOT be disassociated from the IO structure, and consequently
395  * we also leave such buffers actively associated with the IO if they already
396  * are (since the kernel can't do anything with them anyway).  Only the
397  * flusher is allowed to write such buffers out.  Modified pure-data and
398  * undo buffers are returned to the kernel but left passively associated
399  * so we can track when the kernel writes the bp out.
400  */
401 struct buf *
402 hammer_io_release(struct hammer_io *io, int flush)
403 {
404         union hammer_io_structure *iou = (void *)io;
405         struct buf *bp;
406
407         if ((bp = io->bp) == NULL)
408                 return(NULL);
409
410         /*
411          * Try to flush a dirty IO to disk if asked to by the
412          * caller or if the kernel tried to flush the buffer in the past.
413          *
414          * Kernel-initiated flushes are only allowed for pure-data buffers.
415          * meta-data and volume buffers can only be flushed explicitly
416          * by HAMMER.
417          */
418         if (io->modified) {
419                 if (flush) {
420                         hammer_io_flush(io, 0);
421                 } else if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
422                         switch(io->type) {
423                         case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
424                                 hammer_io_flush(io, 0);
425                                 break;
426                         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
427                                 hammer_io_flush(io, hammer_undo_reclaim(io));
428                                 break;
429                         default:
430                                 break;
431                         }
432                 } /* else no explicit request to flush the buffer */
433         }
434
435         /*
436          * Wait for the IO to complete if asked to.  This occurs when
437          * the buffer must be disposed of definitively during an umount
438          * or buffer invalidation.
439          */
440         if (io->waitdep && io->running) {
441                 hammer_io_wait(io);
442         }
443
444         /*
445          * Return control of the buffer to the kernel (with the provisio
446          * that our bioops can override kernel decisions with regards to
447          * the buffer).
448          */
449         if ((flush || io->reclaim) && io->modified == 0 && io->running == 0) {
450                 /*
451                  * Always disassociate the bp if an explicit flush
452                  * was requested and the IO completed with no error
453                  * (so unmount can really clean up the structure).
454                  */
455                 if (io->released) {
456                         regetblk(bp);
457                         BUF_KERNPROC(bp);
458                 } else {
459                         io->released = 1;
460                 }
461                 hammer_io_disassociate((hammer_io_structure_t)io);
462                 /* return the bp */
463         } else if (io->modified) {
464                 /*
465                  * Only certain IO types can be released to the kernel if
466                  * the buffer has been modified.
467                  *
468                  * volume and meta-data IO types may only be explicitly
469                  * flushed by HAMMER.
470                  */
471                 switch(io->type) {
472                 case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
473                 case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
474                         if (io->released == 0) {
475                                 io->released = 1;
476                                 bdwrite(bp);
477                         }
478                         break;
479                 default:
480                         break;
481                 }
482                 bp = NULL;      /* bp left associated */
483         } else if (io->released == 0) {
484                 /*
485                  * Clean buffers can be generally released to the kernel.
486                  * We leave the bp passively associated with the HAMMER
487                  * structure and use bioops to disconnect it later on
488                  * if the kernel wants to discard the buffer.
489                  *
490                  * We can steal the structure's ownership of the bp.
491                  */
492                 io->released = 1;
493                 if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
494                         hammer_io_disassociate(iou);
495                         /* return the bp */
496                 } else {
497                         if (io->reclaim) {
498                                 hammer_io_disassociate(iou);
499                                 /* return the bp */
500                         } else {
501                                 /* return the bp (bp passively associated) */
502                         }
503                 }
504         } else {
505                 /*
506                  * A released buffer is passively associate with our
507                  * hammer_io structure.  The kernel cannot destroy it
508                  * without making a bioops call.  If the kernel (B_LOCKED)
509                  * or we (reclaim) requested that the buffer be destroyed
510                  * we destroy it, otherwise we do a quick get/release to
511                  * reset its position in the kernel's LRU list.
512                  *
513                  * Leaving the buffer passively associated allows us to
514                  * use the kernel's LRU buffer flushing mechanisms rather
515                  * then rolling our own.
516                  *
517                  * XXX there are two ways of doing this.  We can re-acquire
518                  * and passively release to reset the LRU, or not.
519                  */
520                 if (io->running == 0) {
521                         regetblk(bp);
522                         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) || io->reclaim) {
523                                 hammer_io_disassociate(iou);
524                                 /* return the bp */
525                         } else {
526                                 /* return the bp (bp passively associated) */
527                         }
528                 } else {
529                         /*
530                          * bp is left passively associated but we do not
531                          * try to reacquire it.  Interactions with the io
532                          * structure will occur on completion of the bp's
533                          * I/O.
534                          */
535                         bp = NULL;
536                 }
537         }
538         return(bp);
539 }
540
541 /*
542  * This routine is called with a locked IO when a flush is desired and
543  * no other references to the structure exists other then ours.  This
544  * routine is ONLY called when HAMMER believes it is safe to flush a
545  * potentially modified buffer out.
546  */
547 void
548 hammer_io_flush(struct hammer_io *io, int reclaim)
549 {
550         struct buf *bp;
551
552         /*
553          * Degenerate case - nothing to flush if nothing is dirty.
554          */
555         if (io->modified == 0) {
556                 return;
557         }
558
559         KKASSERT(io->bp);
560         KKASSERT(io->modify_refs <= 0);
561
562         /*
563          * Acquire ownership of the bp, particularly before we clear our
564          * modified flag.
565          *
566          * We are going to bawrite() this bp.  Don't leave a window where
567          * io->released is set, we actually own the bp rather then our
568          * buffer.
569          */
570         bp = io->bp;
571         if (io->released) {
572                 regetblk(bp);
573                 /* BUF_KERNPROC(io->bp); */
574                 /* io->released = 0; */
575                 KKASSERT(io->released);
576                 KKASSERT(io->bp == bp);
577         }
578         io->released = 1;
579
580         if (reclaim) {
581                 io->reclaim = 1;
582                 if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0) {
583                         bp->b_flags |= B_LOCKED;
584                         ++hammer_count_io_locked;
585                 }
586         }
587
588         /*
589          * Acquire exclusive access to the bp and then clear the modified
590          * state of the buffer prior to issuing I/O to interlock any
591          * modifications made while the I/O is in progress.  This shouldn't
592          * happen anyway but losing data would be worse.  The modified bit
593          * will be rechecked after the IO completes.
594          *
595          * NOTE: This call also finalizes the buffer's content (inval == 0).
596          *
597          * This is only legal when lock.refs == 1 (otherwise we might clear
598          * the modified bit while there are still users of the cluster
599          * modifying the data).
600          *
601          * Do this before potentially blocking so any attempt to modify the
602          * ondisk while we are blocked blocks waiting for us.
603          */
604         hammer_ref(&io->lock);
605         hammer_io_clear_modify(io, 0);
606         hammer_rel(&io->lock);
607
608         if (hammer_debug_io & 0x0002)
609                 kprintf("hammer io_write %016jx\n", bp->b_bio1.bio_offset);
610
611         /*
612          * Transfer ownership to the kernel and initiate I/O.
613          */
614         io->running = 1;
615         io->hmp->io_running_space += io->bytes;
616         TAILQ_INSERT_TAIL(&io->hmp->iorun_list, io, iorun_entry);
617         hammer_count_io_running_write += io->bytes;
618         bawrite(bp);
619         hammer_io_flush_mark(io->volume);
620 }
621
622 /************************************************************************
623  *                              BUFFER DIRTYING                         *
624  ************************************************************************
625  *
626  * These routines deal with dependancies created when IO buffers get
627  * modified.  The caller must call hammer_modify_*() on a referenced
628  * HAMMER structure prior to modifying its on-disk data.
629  *
630  * Any intent to modify an IO buffer acquires the related bp and imposes
631  * various write ordering dependancies.
632  */
633
634 /*
635  * Mark a HAMMER structure as undergoing modification.  Meta-data buffers
636  * are locked until the flusher can deal with them, pure data buffers
637  * can be written out.
638  */
639 static
640 void
641 hammer_io_modify(hammer_io_t io, int count)
642 {
643         /*
644          * io->modify_refs must be >= 0
645          */
646         while (io->modify_refs < 0) {
647                 io->waitmod = 1;
648                 tsleep(io, 0, "hmrmod", 0);
649         }
650
651         /*
652          * Shortcut if nothing to do.
653          */
654         KKASSERT(hammer_isactive(&io->lock) && io->bp != NULL);
655         io->modify_refs += count;
656         if (io->modified && io->released == 0)
657                 return;
658
659         hammer_lock_ex(&io->lock);
660         if (io->modified == 0) {
661                 hammer_io_set_modlist(io);
662                 io->modified = 1;
663         }
664         if (io->released) {
665                 regetblk(io->bp);
666                 BUF_KERNPROC(io->bp);
667                 io->released = 0;
668                 KKASSERT(io->modified != 0);
669         }
670         hammer_unlock(&io->lock);
671 }
672
673 static __inline
674 void
675 hammer_io_modify_done(hammer_io_t io)
676 {
677         KKASSERT(io->modify_refs > 0);
678         --io->modify_refs;
679         if (io->modify_refs == 0 && io->waitmod) {
680                 io->waitmod = 0;
681                 wakeup(io);
682         }
683 }
684
685 void
686 hammer_io_write_interlock(hammer_io_t io)
687 {
688         while (io->modify_refs != 0) {
689                 io->waitmod = 1;
690                 tsleep(io, 0, "hmrmod", 0);
691         }
692         io->modify_refs = -1;
693 }
694
695 void
696 hammer_io_done_interlock(hammer_io_t io)
697 {
698         KKASSERT(io->modify_refs == -1);
699         io->modify_refs = 0;
700         if (io->waitmod) {
701                 io->waitmod = 0;
702                 wakeup(io);
703         }
704 }
705
706 /*
707  * Caller intends to modify a volume's ondisk structure.
708  *
709  * This is only allowed if we are the flusher or we have a ref on the
710  * sync_lock.
711  */
712 void
713 hammer_modify_volume(hammer_transaction_t trans, hammer_volume_t volume,
714                      void *base, int len)
715 {
716         KKASSERT (trans == NULL || trans->sync_lock_refs > 0);
717
718         hammer_io_modify(&volume->io, 1);
719         if (len) {
720                 intptr_t rel_offset = (intptr_t)base - (intptr_t)volume->ondisk;
721                 KKASSERT((rel_offset & ~(intptr_t)HAMMER_BUFMASK) == 0);
722                 hammer_generate_undo(trans,
723                          HAMMER_ENCODE_RAW_VOLUME(volume->vol_no, rel_offset),
724                          base, len);
725         }
726 }
727
728 /*
729  * Caller intends to modify a buffer's ondisk structure.
730  *
731  * This is only allowed if we are the flusher or we have a ref on the
732  * sync_lock.
733  */
734 void
735 hammer_modify_buffer(hammer_transaction_t trans, hammer_buffer_t buffer,
736                      void *base, int len)
737 {
738         KKASSERT (trans == NULL || trans->sync_lock_refs > 0);
739
740         hammer_io_modify(&buffer->io, 1);
741         if (len) {
742                 intptr_t rel_offset = (intptr_t)base - (intptr_t)buffer->ondisk;
743                 KKASSERT((rel_offset & ~(intptr_t)HAMMER_BUFMASK) == 0);
744                 hammer_generate_undo(trans,
745                                      buffer->zone2_offset + rel_offset,
746                                      base, len);
747         }
748 }
749
750 void
751 hammer_modify_volume_done(hammer_volume_t volume)
752 {
753         hammer_io_modify_done(&volume->io);
754 }
755
756 void
757 hammer_modify_buffer_done(hammer_buffer_t buffer)
758 {
759         hammer_io_modify_done(&buffer->io);
760 }
761
762 /*
763  * Mark an entity as not being dirty any more and finalize any
764  * delayed adjustments to the buffer.
765  *
766  * Delayed adjustments are an important performance enhancement, allowing
767  * us to avoid recalculating B-Tree node CRCs over and over again when
768  * making bulk-modifications to the B-Tree.
769  *
770  * If inval is non-zero delayed adjustments are ignored.
771  *
772  * This routine may dereference related btree nodes and cause the
773  * buffer to be dereferenced.  The caller must own a reference on io.
774  */
775 void
776 hammer_io_clear_modify(struct hammer_io *io, int inval)
777 {
778         if (io->modified == 0)
779                 return;
780
781         /*
782          * Take us off the mod-list and clear the modified bit.
783          */
784         KKASSERT(io->mod_list != NULL);
785         if (io->mod_list == &io->hmp->volu_list ||
786             io->mod_list == &io->hmp->meta_list) {
787                 io->hmp->locked_dirty_space -= io->bytes;
788                 hammer_count_dirtybufspace -= io->bytes;
789         }
790         TAILQ_REMOVE(io->mod_list, io, mod_entry);
791         io->mod_list = NULL;
792         io->modified = 0;
793
794         /*
795          * If this bit is not set there are no delayed adjustments.
796          */
797         if (io->gencrc == 0)
798                 return;
799         io->gencrc = 0;
800
801         /*
802          * Finalize requested CRCs.  The NEEDSCRC flag also holds a reference
803          * on the node (& underlying buffer).  Release the node after clearing
804          * the flag.
805          */
806         if (io->type == HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER) {
807                 hammer_buffer_t buffer = (void *)io;
808                 hammer_node_t node;
809
810 restart:
811                 TAILQ_FOREACH(node, &buffer->clist, entry) {
812                         if ((node->flags & HAMMER_NODE_NEEDSCRC) == 0)
813                                 continue;
814                         node->flags &= ~HAMMER_NODE_NEEDSCRC;
815                         KKASSERT(node->ondisk);
816                         if (inval == 0)
817                                 node->ondisk->crc = crc32(&node->ondisk->crc + 1, HAMMER_BTREE_CRCSIZE);
818                         hammer_rel_node(node);
819                         goto restart;
820                 }
821         }
822         /* caller must still have ref on io */
823         KKASSERT(hammer_isactive(&io->lock));
824 }
825
826 /*
827  * Clear the IO's modify list.  Even though the IO is no longer modified
828  * it may still be on the lose_list.  This routine is called just before
829  * the governing hammer_buffer is destroyed.
830  */
831 void
832 hammer_io_clear_modlist(struct hammer_io *io)
833 {
834         KKASSERT(io->modified == 0);
835         if (io->mod_list) {
836                 crit_enter();   /* biodone race against list */
837                 KKASSERT(io->mod_list == &io->hmp->lose_list);
838                 TAILQ_REMOVE(io->mod_list, io, mod_entry);
839                 io->mod_list = NULL;
840                 crit_exit();
841         }
842 }
843
844 static void
845 hammer_io_set_modlist(struct hammer_io *io)
846 {
847         struct hammer_mount *hmp = io->hmp;
848
849         KKASSERT(io->mod_list == NULL);
850
851         switch(io->type) {
852         case HAMMER_STRUCTURE_VOLUME:
853                 io->mod_list = &hmp->volu_list;
854                 hmp->locked_dirty_space += io->bytes;
855                 hammer_count_dirtybufspace += io->bytes;
856                 break;
857         case HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER:
858                 io->mod_list = &hmp->meta_list;
859                 hmp->locked_dirty_space += io->bytes;
860                 hammer_count_dirtybufspace += io->bytes;
861                 break;
862         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
863                 io->mod_list = &hmp->undo_list;
864                 break;
865         case HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER:
866                 io->mod_list = &hmp->data_list;
867                 break;
868         case HAMMER_STRUCTURE_DUMMY:
869                 panic("hammer_io_disassociate: bad io type");
870                 break;
871         }
872         TAILQ_INSERT_TAIL(io->mod_list, io, mod_entry);
873 }
874
875 /************************************************************************
876  *                              HAMMER_BIOOPS                           *
877  ************************************************************************
878  *
879  */
880
881 /*
882  * Pre-IO initiation kernel callback - cluster build only
883  */
884 static void
885 hammer_io_start(struct buf *bp)
886 {
887 }
888
889 /*
890  * Post-IO completion kernel callback - MAY BE CALLED FROM INTERRUPT!
891  *
892  * NOTE: HAMMER may modify a buffer after initiating I/O.  The modified bit
893  * may also be set if we were marking a cluster header open.  Only remove
894  * our dependancy if the modified bit is clear.
895  */
896 static void
897 hammer_io_complete(struct buf *bp)
898 {
899         union hammer_io_structure *iou = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep);
900         struct hammer_io *ionext;
901
902         KKASSERT(iou->io.released == 1);
903
904         /*
905          * Deal with people waiting for I/O to drain
906          */
907         if (iou->io.running) {
908                 /*
909                  * Deal with critical write errors.  Once a critical error
910                  * has been flagged in hmp the UNDO FIFO will not be updated.
911                  * That way crash recover will give us a consistent
912                  * filesystem.
913                  *
914                  * Because of this we can throw away failed UNDO buffers.  If
915                  * we throw away META or DATA buffers we risk corrupting
916                  * the now read-only version of the filesystem visible to
917                  * the user.  Clear B_ERROR so the buffer is not re-dirtied
918                  * by the kernel and ref the io so it doesn't get thrown
919                  * away.
920                  */
921                 if (bp->b_flags & B_ERROR) {
922                         hammer_critical_error(iou->io.hmp, NULL, bp->b_error,
923                                               "while flushing meta-data");
924                         switch(iou->io.type) {
925                         case HAMMER_STRUCTURE_UNDO_BUFFER:
926                                 break;
927                         default:
928                                 if (iou->io.ioerror == 0) {
929                                         iou->io.ioerror = 1;
930                                         hammer_ref(&iou->io.lock);
931                                 }
932                                 break;
933                         }
934                         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
935                         bundirty(bp);
936 #if 0
937                         hammer_io_set_modlist(&iou->io);
938                         iou->io.modified = 1;
939 #endif
940                 }
941                 hammer_stats_disk_write += iou->io.bytes;
942                 hammer_count_io_running_write -= iou->io.bytes;
943                 iou->io.hmp->io_running_space -= iou->io.bytes;
944                 KKASSERT(iou->io.hmp->io_running_space >= 0);
945                 iou->io.running = 0;
946
947                 /*
948                  * Remove from iorun list and wakeup any multi-io waiter(s).
949                  */
950                 if (TAILQ_FIRST(&iou->io.hmp->iorun_list) == &iou->io) {
951                         ionext = TAILQ_NEXT(&iou->io, iorun_entry);
952                         if (ionext && ionext->type == HAMMER_STRUCTURE_DUMMY)
953                                 wakeup(ionext);
954                 }
955                 TAILQ_REMOVE(&iou->io.hmp->iorun_list, &iou->io, iorun_entry);
956         } else {
957                 hammer_stats_disk_read += iou->io.bytes;
958         }
959
960         if (iou->io.waiting) {
961                 iou->io.waiting = 0;
962                 wakeup(iou);
963         }
964
965         /*
966          * If B_LOCKED is set someone wanted to deallocate the bp at some
967          * point, try to do it now.  The operation will fail if there are
968          * refs or if hammer_io_deallocate() is unable to gain the
969          * interlock.
970          */
971         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
972                 --hammer_count_io_locked;
973                 bp->b_flags &= ~B_LOCKED;
974                 hammer_io_deallocate(bp);
975                 /* structure may be dead now */
976         }
977 }
978
979 /*
980  * Callback from kernel when it wishes to deallocate a passively
981  * associated structure.  This mostly occurs with clean buffers
982  * but it may be possible for a holding structure to be marked dirty
983  * while its buffer is passively associated.  The caller owns the bp.
984  *
985  * If we cannot disassociate we set B_LOCKED to prevent the buffer
986  * from getting reused.
987  *
988  * WARNING: Because this can be called directly by getnewbuf we cannot
989  * recurse into the tree.  If a bp cannot be immediately disassociated
990  * our only recourse is to set B_LOCKED.
991  *
992  * WARNING: This may be called from an interrupt via hammer_io_complete()
993  */
994 static void
995 hammer_io_deallocate(struct buf *bp)
996 {
997         hammer_io_structure_t iou = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep);
998
999         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 && iou->io.running == 0);
1000         if (hammer_try_interlock_norefs(&iou->io.lock) == 0) {
1001                 /*
1002                  * We cannot safely disassociate a bp from a referenced
1003                  * or interlocked HAMMER structure.
1004                  */
1005                 bp->b_flags |= B_LOCKED;
1006                 ++hammer_count_io_locked;
1007         } else if (iou->io.modified) {
1008                 /*
1009                  * It is not legal to disassociate a modified buffer.  This
1010                  * case really shouldn't ever occur.
1011                  */
1012                 bp->b_flags |= B_LOCKED;
1013                 ++hammer_count_io_locked;
1014                 hammer_put_interlock(&iou->io.lock, 0);
1015         } else {
1016                 /*
1017                  * Disassociate the BP.  If the io has no refs left we
1018                  * have to add it to the loose list.
1019                  */
1020                 hammer_io_disassociate(iou);
1021                 if (iou->io.type != HAMMER_STRUCTURE_VOLUME) {
1022                         KKASSERT(iou->io.bp == NULL);
1023                         KKASSERT(iou->io.mod_list == NULL);
1024                         crit_enter();   /* biodone race against list */
1025                         iou->io.mod_list = &iou->io.hmp->lose_list;
1026                         TAILQ_INSERT_TAIL(iou->io.mod_list, &iou->io, mod_entry);
1027                         crit_exit();
1028                 }
1029                 hammer_put_interlock(&iou->io.lock, 1);
1030         }
1031 }
1032
1033 static int
1034 hammer_io_fsync(struct vnode *vp)
1035 {
1036         return(0);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * NOTE: will not be called unless we tell the kernel about the
1041  * bioops.  Unused... we use the mount's VFS_SYNC instead.
1042  */
1043 static int
1044 hammer_io_sync(struct mount *mp)
1045 {
1046         return(0);
1047 }
1048
1049 static void
1050 hammer_io_movedeps(struct buf *bp1, struct buf *bp2)
1051 {
1052 }
1053
1054 /*
1055  * I/O pre-check for reading and writing.  HAMMER only uses this for
1056  * B_CACHE buffers so checkread just shouldn't happen, but if it does
1057  * allow it.
1058  *
1059  * Writing is a different case.  We don't want the kernel to try to write
1060  * out a buffer that HAMMER may be modifying passively or which has a
1061  * dependancy.  In addition, kernel-demanded writes can only proceed for
1062  * certain types of buffers (i.e. UNDO and DATA types).  Other dirty
1063  * buffer types can only be explicitly written by the flusher.
1064  *
1065  * checkwrite will only be called for bdwrite()n buffers.  If we return
1066  * success the kernel is guaranteed to initiate the buffer write.
1067  */
1068 static int
1069 hammer_io_checkread(struct buf *bp)
1070 {
1071         return(0);
1072 }
1073
1074 static int
1075 hammer_io_checkwrite(struct buf *bp)
1076 {
1077         hammer_io_t io = (void *)LIST_FIRST(&bp->b_dep);
1078
1079         /*
1080          * This shouldn't happen under normal operation.
1081          */
1082         if (io->type == HAMMER_STRUCTURE_VOLUME ||
1083             io->type == HAMMER_STRUCTURE_META_BUFFER) {
1084                 if (!panicstr)
1085                         panic("hammer_io_checkwrite: illegal buffer");
1086                 if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0) {
1087                         bp->b_flags |= B_LOCKED;
1088                         ++hammer_count_io_locked;
1089                 }
1090                 return(1);
1091         }
1092
1093         /*
1094          * We can only clear the modified bit if the IO is not currently
1095          * undergoing modification.  Otherwise we may miss changes.
1096          *
1097          * Only data and undo buffers can reach here.  These buffers do
1098          * not have terminal crc functions but we temporarily reference
1099          * the IO anyway, just in case.
1100          */
1101         if (io->modify_refs == 0 && io->modified) {
1102                 hammer_ref(&io->lock);
1103                 hammer_io_clear_modify(io, 0);
1104                 hammer_rel(&io->lock);
1105         } else if (io->modified) {
1106                 KKASSERT(io->type == HAMMER_STRUCTURE_DATA_BUFFER);
1107         }
1108
1109         /*
1110          * The kernel is going to start the IO, set io->running.
1111          */
1112         KKASSERT(io->running == 0);
1113         io->running = 1;
1114         io->hmp->io_running_space += io->bytes;
1115         TAILQ_INSERT_TAIL(&io->hmp->iorun_list, io, iorun_entry);
1116         hammer_count_io_running_write += io->bytes;
1117         return(0);
1118 }
1119
1120 /*
1121  * Return non-zero if we wish to delay the kernel's attempt to flush
1122  * this buffer to disk.
1123  */
1124 static int
1125 hammer_io_countdeps(struct buf *bp, int n)
1126 {
1127         return(0);
1128 }
1129
1130 struct bio_ops hammer_bioops = {
1131         .io_start       = hammer_io_start,
1132         .io_complete    = hammer_io_complete,
1133         .io_deallocate  = hammer_io_deallocate,
1134         .io_fsync       = hammer_io_fsync,
1135         .io_sync        = hammer_io_sync,
1136         .io_movedeps    = hammer_io_movedeps,
1137         .io_countdeps   = hammer_io_countdeps,
1138         .io_checkread   = hammer_io_checkread,
1139         .io_checkwrite  = hammer_io_checkwrite,
1140 };
1141
1142 /************************************************************************
1143  *                              DIRECT IO OPS                           *
1144  ************************************************************************
1145  *
1146  * These functions operate directly on the buffer cache buffer associated
1147  * with a front-end vnode rather then a back-end device vnode.
1148  */
1149
1150 /*
1151  * Read a buffer associated with a front-end vnode directly from the
1152  * disk media.  The bio may be issued asynchronously.  If leaf is non-NULL
1153  * we validate the CRC.
1154  *
1155  * We must check for the presence of a HAMMER buffer to handle the case
1156  * where the reblocker has rewritten the data (which it does via the HAMMER
1157  * buffer system, not via the high-level vnode buffer cache), but not yet
1158  * committed the buffer to the media. 
1159  */
1160 int
1161 hammer_io_direct_read(hammer_mount_t hmp, struct bio *bio,
1162                       hammer_btree_leaf_elm_t leaf)
1163 {
1164         hammer_off_t buf_offset;
1165         hammer_off_t zone2_offset;
1166         hammer_volume_t volume;
1167         struct buf *bp;
1168         struct bio *nbio;
1169         int vol_no;
1170         int error;
1171
1172         buf_offset = bio->bio_offset;
1173         KKASSERT((buf_offset & HAMMER_OFF_ZONE_MASK) ==
1174                  HAMMER_ZONE_LARGE_DATA);
1175
1176         /*
1177          * The buffer cache may have an aliased buffer (the reblocker can
1178          * write them).  If it does we have to sync any dirty data before
1179          * we can build our direct-read.  This is a non-critical code path.
1180          */
1181         bp = bio->bio_buf;
1182         hammer_sync_buffers(hmp, buf_offset, bp->b_bufsize);
1183
1184         /*
1185          * Resolve to a zone-2 offset.  The conversion just requires
1186          * munging the top 4 bits but we want to abstract it anyway
1187          * so the blockmap code can verify the zone assignment.
1188          */
1189         zone2_offset = hammer_blockmap_lookup(hmp, buf_offset, &error);
1190         if (error)
1191                 goto done;
1192         KKASSERT((zone2_offset & HAMMER_OFF_ZONE_MASK) ==
1193                  HAMMER_ZONE_RAW_BUFFER);
1194
1195         /*
1196          * Resolve volume and raw-offset for 3rd level bio.  The
1197          * offset will be specific to the volume.
1198          */
1199         vol_no = HAMMER_VOL_DECODE(zone2_offset);
1200         volume = hammer_get_volume(hmp, vol_no, &error);
1201         if (error == 0 && zone2_offset >= volume->maxbuf_off)
1202                 error = EIO;
1203
1204         if (error == 0) {
1205                 /*
1206                  * 3rd level bio
1207                  */
1208                 nbio = push_bio(bio);
1209                 nbio->bio_offset = volume->ondisk->vol_buf_beg +
1210                                    (zone2_offset & HAMMER_OFF_SHORT_MASK);
1211 #if 0
1212                 /*
1213                  * XXX disabled - our CRC check doesn't work if the OS
1214                  * does bogus_page replacement on the direct-read.
1215                  */
1216                 if (leaf && hammer_verify_data) {
1217                         nbio->bio_done = hammer_io_direct_read_complete;
1218                         nbio->bio_caller_info1.uvalue32 = leaf->data_crc;
1219                 }
1220 #endif
1221                 hammer_stats_disk_read += bp->b_bufsize;
1222                 vn_strategy(volume->devvp, nbio);
1223         }
1224         hammer_rel_volume(volume, 0);
1225 done:
1226         if (error) {
1227                 kprintf("hammer_direct_read: failed @ %016llx\n",
1228                         (long long)zone2_offset);
1229                 bp->b_error = error;
1230                 bp->b_flags |= B_ERROR;
1231                 biodone(bio);
1232         }
1233         return(error);
1234 }
1235
1236 #if 0
1237 /*
1238  * On completion of the BIO this callback must check the data CRC
1239  * and chain to the previous bio.
1240  */
1241 static
1242 void
1243 hammer_io_direct_read_complete(struct bio *nbio)
1244 {
1245         struct bio *obio;
1246         struct buf *bp;
1247         u_int32_t rec_crc = nbio->bio_caller_info1.uvalue32;
1248
1249         bp = nbio->bio_buf;
1250         if (crc32(bp->b_data, bp->b_bufsize) != rec_crc) {
1251                 kprintf("HAMMER: data_crc error @%016llx/%d\n",
1252                         nbio->bio_offset, bp->b_bufsize);
1253                 if (hammer_debug_critical)
1254                         Debugger("data_crc on read");
1255                 bp->b_flags |= B_ERROR;
1256                 bp->b_error = EIO;
1257         }
1258         obio = pop_bio(nbio);
1259         biodone(obio);
1260 }
1261 #endif
1262
1263 /*
1264  * Write a buffer associated with a front-end vnode directly to the
1265  * disk media.  The bio may be issued asynchronously.
1266  *
1267  * The BIO is associated with the specified record and RECF_DIRECT_IO
1268  * is set.  The recorded is added to its object.
1269  */
1270 int
1271 hammer_io_direct_write(hammer_mount_t hmp, struct bio *bio,
1272                        hammer_record_t record)
1273 {
1274         hammer_btree_leaf_elm_t leaf = &record->leaf;
1275         hammer_off_t buf_offset;
1276         hammer_off_t zone2_offset;
1277         hammer_volume_t volume;
1278         hammer_buffer_t buffer;
1279         struct buf *bp;
1280         struct bio *nbio;
1281         char *ptr;
1282         int vol_no;
1283         int error;
1284
1285         buf_offset = leaf->data_offset;
1286
1287         KKASSERT(buf_offset > HAMMER_ZONE_BTREE);
1288         KKASSERT(bio->bio_buf->b_cmd == BUF_CMD_WRITE);
1289
1290         /*
1291          * Issue or execute the I/O.  The new memory record must replace
1292          * the old one before the I/O completes, otherwise a reaquisition of
1293          * the buffer will load the old media data instead of the new.
1294          */
1295         if ((buf_offset & HAMMER_BUFMASK) == 0 &&
1296             leaf->data_len >= HAMMER_BUFSIZE) {
1297                 /*
1298                  * We are using the vnode's bio to write directly to the
1299                  * media, any hammer_buffer at the same zone-X offset will
1300                  * now have stale data.
1301                  */
1302                 zone2_offset = hammer_blockmap_lookup(hmp, buf_offset, &error);
1303                 vol_no = HAMMER_VOL_DECODE(zone2_offset);
1304                 volume = hammer_get_volume(hmp, vol_no, &error);
1305
1306                 if (error == 0 && zone2_offset >= volume->maxbuf_off)
1307                         error = EIO;
1308                 if (error == 0) {
1309                         bp = bio->bio_buf;
1310                         KKASSERT((bp->b_bufsize & HAMMER_BUFMASK) == 0);
1311                         /*
1312                         hammer_del_buffers(hmp, buf_offset,
1313                                            zone2_offset, bp->b_bufsize);
1314                         */
1315
1316                         /*
1317                          * Second level bio - cached zone2 offset.
1318                          *
1319                          * (We can put our bio_done function in either the
1320                          *  2nd or 3rd level).
1321                          */
1322                         nbio = push_bio(bio);
1323                         nbio->bio_offset = zone2_offset;
1324                         nbio->bio_done = hammer_io_direct_write_complete;
1325                         nbio->bio_caller_info1.ptr = record;
1326                         record->zone2_offset = zone2_offset;
1327                         record->flags |= HAMMER_RECF_DIRECT_IO |
1328                                          HAMMER_RECF_DIRECT_INVAL;
1329
1330                         /*
1331                          * Third level bio - raw offset specific to the
1332                          * correct volume.
1333                          */
1334                         zone2_offset &= HAMMER_OFF_SHORT_MASK;
1335                         nbio = push_bio(nbio);
1336                         nbio->bio_offset = volume->ondisk->vol_buf_beg +
1337                                            zone2_offset;
1338                         hammer_stats_disk_write += bp->b_bufsize;
1339                         hammer_ip_replace_bulk(hmp, record);
1340                         vn_strategy(volume->devvp, nbio);
1341                         hammer_io_flush_mark(volume);
1342                 }
1343                 hammer_rel_volume(volume, 0);
1344         } else {
1345                 /* 
1346                  * Must fit in a standard HAMMER buffer.  In this case all
1347                  * consumers use the HAMMER buffer system and RECF_DIRECT_IO
1348                  * does not need to be set-up.
1349                  */
1350                 KKASSERT(((buf_offset ^ (buf_offset + leaf->data_len - 1)) & ~HAMMER_BUFMASK64) == 0);
1351                 buffer = NULL;
1352                 ptr = hammer_bread(hmp, buf_offset, &error, &buffer);
1353                 if (error == 0) {
1354                         bp = bio->bio_buf;
1355                         bp->b_flags |= B_AGE;
1356                         hammer_io_modify(&buffer->io, 1);
1357                         bcopy(bp->b_data, ptr, leaf->data_len);
1358                         hammer_io_modify_done(&buffer->io);
1359                         hammer_rel_buffer(buffer, 0);
1360                         bp->b_resid = 0;
1361                         hammer_ip_replace_bulk(hmp, record);
1362                         biodone(bio);
1363                 }
1364         }
1365         if (error) {
1366                 /*
1367                  * Major suckage occured.  Also note:  The record was
1368                  * never added to the tree so we do not have to worry
1369                  * about the backend.
1370                  */
1371                 kprintf("hammer_direct_write: failed @ %016llx\n",
1372                         (long long)leaf->data_offset);
1373                 bp = bio->bio_buf;
1374                 bp->b_resid = 0;
1375                 bp->b_error = EIO;
1376                 bp->b_flags |= B_ERROR;
1377                 biodone(bio);
1378                 record->flags |= HAMMER_RECF_DELETED_FE;
1379                 hammer_rel_mem_record(record);
1380         }
1381         return(error);
1382 }
1383
1384 /*
1385  * On completion of the BIO this callback must disconnect
1386  * it from the hammer_record and chain to the previous bio.
1387  *
1388  * An I/O error forces the mount to read-only.  Data buffers
1389  * are not B_LOCKED like meta-data buffers are, so we have to
1390  * throw the buffer away to prevent the kernel from retrying.
1391  */
1392 static
1393 void
1394 hammer_io_direct_write_complete(struct bio *nbio)
1395 {
1396         struct bio *obio;
1397         struct buf *bp;
1398         hammer_record_t record = nbio->bio_caller_info1.ptr;
1399
1400         bp = nbio->bio_buf;
1401         obio = pop_bio(nbio);
1402         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1403                 hammer_critical_error(record->ip->hmp, record->ip,
1404                                       bp->b_error,
1405                                       "while writing bulk data");
1406                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1407         }
1408         biodone(obio);
1409
1410         KKASSERT(record != NULL);
1411         KKASSERT(record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_IO);
1412         if (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_WAIT) {
1413                 record->flags &= ~(HAMMER_RECF_DIRECT_IO |
1414                                    HAMMER_RECF_DIRECT_WAIT);
1415                 /* record can disappear once DIRECT_IO flag is cleared */
1416                 wakeup(&record->flags);
1417         } else {
1418                 record->flags &= ~HAMMER_RECF_DIRECT_IO;
1419                 /* record can disappear once DIRECT_IO flag is cleared */
1420         }
1421 }
1422
1423
1424 /*
1425  * This is called before a record is either committed to the B-Tree
1426  * or destroyed, to resolve any associated direct-IO. 
1427  *
1428  * (1) We must wait for any direct-IO related to the record to complete.
1429  *
1430  * (2) We must remove any buffer cache aliases for data accessed via
1431  *     leaf->data_offset or zone2_offset so non-direct-IO consumers  
1432  *     (the mirroring and reblocking code) do not see stale data.
1433  */
1434 void
1435 hammer_io_direct_wait(hammer_record_t record)
1436 {
1437         /*
1438          * Wait for I/O to complete
1439          */
1440         if (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_IO) {
1441                 crit_enter();
1442                 while (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_IO) {
1443                         record->flags |= HAMMER_RECF_DIRECT_WAIT;
1444                         tsleep(&record->flags, 0, "hmdiow", 0);
1445                 }
1446                 crit_exit();
1447         }
1448
1449         /*
1450          * Invalidate any related buffer cache aliases associated with the
1451          * backing device.  This is needed because the buffer cache buffer
1452          * for file data is associated with the file vnode, not the backing
1453          * device vnode.
1454          *
1455          * XXX I do not think this case can occur any more now that
1456          * reservations ensure that all such buffers are removed before
1457          * an area can be reused.
1458          */
1459         if (record->flags & HAMMER_RECF_DIRECT_INVAL) {
1460                 KKASSERT(record->leaf.data_offset);
1461                 hammer_del_buffers(record->ip->hmp, record->leaf.data_offset,
1462                                    record->zone2_offset, record->leaf.data_len,
1463                                    1);
1464                 record->flags &= ~HAMMER_RECF_DIRECT_INVAL;
1465         }
1466 }
1467
1468 /*
1469  * This is called to remove the second-level cached zone-2 offset from
1470  * frontend buffer cache buffers, now stale due to a data relocation.
1471  * These offsets are generated by cluster_read() via VOP_BMAP, or directly
1472  * by hammer_vop_strategy_read().
1473  *
1474  * This is rather nasty because here we have something like the reblocker
1475  * scanning the raw B-Tree with no held references on anything, really,
1476  * other then a shared lock on the B-Tree node, and we have to access the
1477  * frontend's buffer cache to check for and clean out the association.
1478  * Specifically, if the reblocker is moving data on the disk, these cached
1479  * offsets will become invalid.
1480  *
1481  * Only data record types associated with the large-data zone are subject
1482  * to direct-io and need to be checked.
1483  *
1484  */
1485 void
1486 hammer_io_direct_uncache(hammer_mount_t hmp, hammer_btree_leaf_elm_t leaf)
1487 {
1488         struct hammer_inode_info iinfo;
1489         int zone;
1490
1491         if (leaf->base.rec_type != HAMMER_RECTYPE_DATA)
1492                 return;
1493         zone = HAMMER_ZONE_DECODE(leaf->data_offset);
1494         if (zone != HAMMER_ZONE_LARGE_DATA_INDEX)
1495                 return;
1496         iinfo.obj_id = leaf->base.obj_id;
1497         iinfo.obj_asof = 0;     /* unused */
1498         iinfo.obj_localization = leaf->base.localization &
1499                                  HAMMER_LOCALIZE_PSEUDOFS_MASK;
1500         iinfo.u.leaf = leaf;
1501         hammer_scan_inode_snapshots(hmp, &iinfo,
1502                                     hammer_io_direct_uncache_callback,
1503                                     leaf);
1504 }
1505
1506 static int
1507 hammer_io_direct_uncache_callback(hammer_inode_t ip, void *data)
1508 {
1509         hammer_inode_info_t iinfo = data;
1510         hammer_off_t data_offset;
1511         hammer_off_t file_offset;
1512         struct vnode *vp;
1513         struct buf *bp;
1514         int blksize;
1515
1516         if (ip->vp == NULL)
1517                 return(0);
1518         data_offset = iinfo->u.leaf->data_offset;
1519         file_offset = iinfo->u.leaf->base.key - iinfo->u.leaf->data_len;
1520         blksize = iinfo->u.leaf->data_len;
1521         KKASSERT((blksize & HAMMER_BUFMASK) == 0);
1522
1523         hammer_ref(&ip->lock);
1524         if (hammer_get_vnode(ip, &vp) == 0) {
1525                 if ((bp = findblk(ip->vp, file_offset, FINDBLK_TEST)) != NULL &&
1526                     bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET) {
1527                         bp = getblk(ip->vp, file_offset, blksize, 0, 0);
1528                         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
1529                         brelse(bp);
1530                 }
1531                 vput(vp);
1532         }
1533         hammer_rel_inode(ip, 0);
1534         return(0);
1535 }
1536
1537
1538 /*
1539  * This function is called when writes may have occured on the volume,
1540  * indicating that the device may be holding cached writes.
1541  */
1542 static void
1543 hammer_io_flush_mark(hammer_volume_t volume)
1544 {
1545         volume->vol_flags |= HAMMER_VOLF_NEEDFLUSH;
1546 }
1547
1548 /*
1549  * This function ensures that the device has flushed any cached writes out.
1550  */
1551 void
1552 hammer_io_flush_sync(hammer_mount_t hmp)
1553 {
1554         hammer_volume_t volume;
1555         struct buf *bp_base = NULL;
1556         struct buf *bp;
1557
1558         RB_FOREACH(volume, hammer_vol_rb_tree, &hmp->rb_vols_root) {
1559                 if (volume->vol_flags & HAMMER_VOLF_NEEDFLUSH) {
1560                         volume->vol_flags &= ~HAMMER_VOLF_NEEDFLUSH;
1561                         bp = getpbuf(NULL);
1562                         bp->b_bio1.bio_offset = 0;
1563                         bp->b_bufsize = 0;
1564                         bp->b_bcount = 0;
1565                         bp->b_cmd = BUF_CMD_FLUSH;
1566                         bp->b_bio1.bio_caller_info1.cluster_head = bp_base;
1567                         bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
1568                         bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
1569                         bp_base = bp;
1570                         vn_strategy(volume->devvp, &bp->b_bio1);
1571                 }
1572         }
1573         while ((bp = bp_base) != NULL) {
1574                 bp_base = bp->b_bio1.bio_caller_info1.cluster_head;
1575                 biowait(&bp->b_bio1, "hmrFLS");
1576                 relpbuf(bp, NULL);
1577         }
1578 }