]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/9.1.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Copy stable/9 to releng/9.1 as part of the 9.1-RELEASE release process.
[FreeBSD/releng/9.1.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
25  * SUCH DAMAGE.
26  */
27
28 /*
29  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
30  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
31  * sure that the performance degradation associated with schemes such
32  * as this is not realized.
33  *
34  * Author:  John S. Dyson
35  * Significant help during the development and debugging phases
36  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
37  *
38  * see man buf(9) for more info.
39  */
40
41 #include <sys/cdefs.h>
42 __FBSDID("$FreeBSD$");
43
44 #include <sys/param.h>
45 #include <sys/systm.h>
46 #include <sys/bio.h>
47 #include <sys/conf.h>
48 #include <sys/buf.h>
49 #include <sys/devicestat.h>
50 #include <sys/eventhandler.h>
51 #include <sys/fail.h>
52 #include <sys/limits.h>
53 #include <sys/lock.h>
54 #include <sys/malloc.h>
55 #include <sys/mount.h>
56 #include <sys/mutex.h>
57 #include <sys/kernel.h>
58 #include <sys/kthread.h>
59 #include <sys/proc.h>
60 #include <sys/resourcevar.h>
61 #include <sys/sysctl.h>
62 #include <sys/vmmeter.h>
63 #include <sys/vnode.h>
64 #include <geom/geom.h>
65 #include <vm/vm.h>
66 #include <vm/vm_param.h>
67 #include <vm/vm_kern.h>
68 #include <vm/vm_pageout.h>
69 #include <vm/vm_page.h>
70 #include <vm/vm_object.h>
71 #include <vm/vm_extern.h>
72 #include <vm/vm_map.h>
73 #include "opt_compat.h"
74 #include "opt_directio.h"
75 #include "opt_swap.h"
76
77 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
78
79 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
80
81 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
82         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
83         .bop_write      =       bufwrite,
84         .bop_strategy   =       bufstrategy,
85         .bop_sync       =       bufsync,
86         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
87 };
88
89 /*
90  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
91  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
92  */
93 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
94
95 static struct proc *bufdaemonproc;
96
97 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
98 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
99 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
100                 vm_offset_t to);
101 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
102 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
103                 vm_page_t m);
104 static void vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp);
105 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
106 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
107 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
108 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
109                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
110 static int buf_do_flush(struct vnode *vp);
111 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
112 static void buf_daemon(void);
113 static void bremfreel(struct buf *bp);
114 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
115     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
116 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
117 #endif
118
119 int vmiodirenable = TRUE;
120 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
121     "Use the VM system for directory writes");
122 long runningbufspace;
123 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
124     "Amount of presently outstanding async buffer io");
125 static long bufspace;
126 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
127     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
128 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
129     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
130 #else
131 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
132     "Virtual memory used for buffers");
133 #endif
134 static long maxbufspace;
135 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
136     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
137 static long bufmallocspace;
138 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
139     "Amount of malloced memory for buffers");
140 static long maxbufmallocspace;
141 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
142     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
143 static long lobufspace;
144 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
145     "Minimum amount of buffers we want to have");
146 long hibufspace;
147 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
148     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
149 static int bufreusecnt;
150 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
151     "Number of times we have reused a buffer");
152 static int buffreekvacnt;
153 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
154     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
155 static int bufdefragcnt;
156 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
157     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
158 static long lorunningspace;
159 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
160     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
161 static long hirunningspace;
162 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
163     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
164 int dirtybufferflushes;
165 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
166     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
167 int bdwriteskip;
168 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
169     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
170 int altbufferflushes;
171 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
172     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
173 static int recursiveflushes;
174 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
175     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
176 static int numdirtybuffers;
177 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
178     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
179 static int lodirtybuffers;
180 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
181     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
182 static int hidirtybuffers;
183 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
184     "When the number of dirty buffers is considered severe");
185 int dirtybufthresh;
186 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
187     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
188 static int numfreebuffers;
189 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
190     "Number of free buffers");
191 static int lofreebuffers;
192 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
193    "XXX Unused");
194 static int hifreebuffers;
195 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
196    "XXX Complicatedly unused");
197 static int getnewbufcalls;
198 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
199    "Number of calls to getnewbuf");
200 static int getnewbufrestarts;
201 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
202     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
203 static int flushbufqtarget = 100;
204 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
205     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
206 static long notbufdflashes;
207 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflashes, CTLFLAG_RD, &notbufdflashes, 0,
208     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
209
210 /*
211  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
212  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
213  * is idling.
214  */
215 static int bd_request;
216
217 /*
218  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
219  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
220  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
221  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
222  */
223 static int bd_speedupreq;
224
225 /*
226  * This lock synchronizes access to bd_request.
227  */
228 static struct mtx bdlock;
229
230 /*
231  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
232  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
233  * really that bad.  it would be better to split the buffer
234  * for input in the case of buffers partially already in memory,
235  * but the code is intricate enough already.
236  */
237 vm_page_t bogus_page;
238
239 /*
240  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
241  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
242  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
243  */
244 static int runningbufreq;
245
246 /*
247  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
248  * waitrunningbufspace().
249  */
250 static struct mtx rbreqlock;
251
252 /* 
253  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
254  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
255  * by and/or.
256  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountwakeup(), bwillwrite(),
257  * getnewbuf(), and getblk().
258  */
259 static int needsbuffer;
260
261 /*
262  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
263  */
264 static struct mtx nblock;
265
266 /*
267  * Definitions for the buffer free lists.
268  */
269 #define BUFFER_QUEUES   6       /* number of free buffer queues */
270
271 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
272 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
273 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
274 #define QUEUE_DIRTY_GIANT 3     /* B_DELWRI buffers that need giant */
275 #define QUEUE_EMPTYKVA  4       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
276 #define QUEUE_EMPTY     5       /* empty buffer headers */
277 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
278
279 /* Queues for free buffers with various properties */
280 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
281
282 /* Lock for the bufqueues */
283 static struct mtx bqlock;
284
285 /*
286  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
287  * buf_wmesg is referred from macros.
288  */
289 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
290
291 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
292 #define VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH 0x02    /* waiting for dirty buffer flush */
293 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
294 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
295
296 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
297     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
298 static int
299 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
300 {
301         long lvalue;
302         int ivalue;
303
304         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
305                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
306         lvalue = *(long *)arg1;
307         if (lvalue > INT_MAX)
308                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
309                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
310         ivalue = lvalue;
311         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
312 }
313 #endif
314
315 #ifdef DIRECTIO
316 extern void ffs_rawread_setup(void);
317 #endif /* DIRECTIO */
318 /*
319  *      numdirtywakeup:
320  *
321  *      If someone is blocked due to there being too many dirty buffers,
322  *      and numdirtybuffers is now reasonable, wake them up.
323  */
324
325 static __inline void
326 numdirtywakeup(int level)
327 {
328
329         if (numdirtybuffers <= level) {
330                 mtx_lock(&nblock);
331                 if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH) {
332                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
333                         wakeup(&needsbuffer);
334                 }
335                 mtx_unlock(&nblock);
336         }
337 }
338
339 /*
340  *      bufspacewakeup:
341  *
342  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
343  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
344  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
345  *      bp's get placed back in the queues.
346  */
347
348 static __inline void
349 bufspacewakeup(void)
350 {
351
352         /*
353          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
354          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
355          * process will be able to now.
356          */
357         mtx_lock(&nblock);
358         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
359                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
360                 wakeup(&needsbuffer);
361         }
362         mtx_unlock(&nblock);
363 }
364
365 /*
366  * runningbufwakeup() - in-progress I/O accounting.
367  *
368  */
369 void
370 runningbufwakeup(struct buf *bp)
371 {
372
373         if (bp->b_runningbufspace) {
374                 atomic_subtract_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
375                 bp->b_runningbufspace = 0;
376                 mtx_lock(&rbreqlock);
377                 if (runningbufreq && runningbufspace <= lorunningspace) {
378                         runningbufreq = 0;
379                         wakeup(&runningbufreq);
380                 }
381                 mtx_unlock(&rbreqlock);
382         }
383 }
384
385 /*
386  *      bufcountwakeup:
387  *
388  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
389  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
390  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
391  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
392  */
393
394 static __inline void
395 bufcountwakeup(struct buf *bp) 
396 {
397         int old;
398
399         KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) == 0,
400             ("buf %p already counted as free", bp));
401         if (bp->b_bufobj != NULL)
402                 mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
403         bp->b_vflags |= BV_INFREECNT;
404         old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, 1);
405         KASSERT(old >= 0 && old < nbuf,
406             ("numfreebuffers climbed to %d", old + 1));
407         mtx_lock(&nblock);
408         if (needsbuffer) {
409                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
410                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
411                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
412                 wakeup(&needsbuffer);
413         }
414         mtx_unlock(&nblock);
415 }
416
417 /*
418  *      waitrunningbufspace()
419  *
420  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
421  *      running.  This routine is used in async-write situations to
422  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
423  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
424  *
425  *      Reads will adjust runningbufspace, but will not block based on it.
426  *      The read load has a side effect of reducing the allowed write load.
427  *
428  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
429  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
430  *      caller's write has reached the device.
431  */
432 void
433 waitrunningbufspace(void)
434 {
435
436         mtx_lock(&rbreqlock);
437         while (runningbufspace > hirunningspace) {
438                 ++runningbufreq;
439                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
440         }
441         mtx_unlock(&rbreqlock);
442 }
443
444
445 /*
446  *      vfs_buf_test_cache:
447  *
448  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
449  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
450  *      valid data.
451  */
452 static __inline
453 void
454 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
455                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
456                   vm_page_t m)
457 {
458
459         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
460         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
461                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
462                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
463                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
464         }
465 }
466
467 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
468 static __inline
469 void
470 bd_wakeup(int dirtybuflevel)
471 {
472
473         mtx_lock(&bdlock);
474         if (bd_request == 0 && numdirtybuffers >= dirtybuflevel) {
475                 bd_request = 1;
476                 wakeup(&bd_request);
477         }
478         mtx_unlock(&bdlock);
479 }
480
481 /*
482  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
483  */
484
485 void
486 bd_speedup(void)
487 {
488         int needwake;
489
490         mtx_lock(&bdlock);
491         needwake = 0;
492         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
493                 needwake = 1;
494         bd_speedupreq = 1;
495         bd_request = 1;
496         if (needwake)
497                 wakeup(&bd_request);
498         mtx_unlock(&bdlock);
499 }
500
501 /*
502  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
503  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
504  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
505  * being reserved at this time.
506  */
507 caddr_t
508 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
509 {
510         int tuned_nbuf;
511         long maxbuf;
512
513         /*
514          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
515          * PAGE_SIZE is >= 1K)
516          */
517         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
518
519         /*
520          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
521          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
522          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
523          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
524          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
525          * maxbcache bytes.
526          *
527          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
528          */
529         if (nbuf == 0) {
530                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
531
532                 nbuf = 50;
533                 if (physmem_est > 4096)
534                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
535                             65536 / factor);
536                 if (physmem_est > 65536)
537                         nbuf += (physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5);
538
539                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
540                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
541                 tuned_nbuf = 1;
542         } else
543                 tuned_nbuf = 0;
544
545         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
546         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
547         if (nbuf > maxbuf) {
548                 if (!tuned_nbuf)
549                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
550                             maxbuf);
551                 nbuf = maxbuf;
552         }
553
554         /*
555          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
556          * We have no less then 16 and no more then 256.
557          */
558         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
559 #ifdef NSWBUF_MIN
560         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
561                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
562 #endif
563 #ifdef DIRECTIO
564         ffs_rawread_setup();
565 #endif
566
567         /*
568          * Reserve space for the buffer cache buffers
569          */
570         swbuf = (void *)v;
571         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
572         buf = (void *)v;
573         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
574
575         return(v);
576 }
577
578 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
579 void
580 bufinit(void)
581 {
582         struct buf *bp;
583         int i;
584
585         mtx_init(&bqlock, "buf queue lock", NULL, MTX_DEF);
586         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
587         mtx_init(&nblock, "needsbuffer lock", NULL, MTX_DEF);
588         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
589
590         /* next, make a null set of free lists */
591         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
592                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
593
594         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
595         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
596                 bp = &buf[i];
597                 bzero(bp, sizeof *bp);
598                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
599                 bp->b_rcred = NOCRED;
600                 bp->b_wcred = NOCRED;
601                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
602                 bp->b_vflags = BV_INFREECNT;    /* buf is counted as free */
603                 bp->b_xflags = 0;
604                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
605                 BUF_LOCKINIT(bp);
606                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
607         }
608
609         /*
610          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
611          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
612          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
613          * used by most other processes.  The differential is required to 
614          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
615          * be blocked waiting for buffer space.
616          *
617          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
618          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
619          * by the system.
620          */
621         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
622         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
623         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
624
625         /*
626          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
627          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
628          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
629          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
630          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
631          * hirunningspace.
632          */
633         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBSIZE),
634             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
635         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBSIZE);
636
637 /*
638  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
639  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
640  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
641  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
642  * (small) directories.
643  */
644         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
645
646 /*
647  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
648  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
649  */
650         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
651         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
652         numdirtybuffers = 0;
653 /*
654  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
655  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
656  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
657  * BKVASIZE'd buffers.
658  */
659         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
660                 hidirtybuffers >>= 1;
661         }
662         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
663
664 /*
665  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
666  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
667  * emergency reserve.
668  */
669         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
670         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
671         numfreebuffers = nbuf;
672
673         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
674             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
675 }
676
677 /*
678  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
679  *
680  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
681  */
682 static void
683 bfreekva(struct buf *bp)
684 {
685
686         if (bp->b_kvasize) {
687                 atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
688                 atomic_subtract_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
689                 vm_map_remove(buffer_map, (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
690                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize);
691                 bp->b_kvasize = 0;
692                 bufspacewakeup();
693         }
694 }
695
696 /*
697  *      bremfree:
698  *
699  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list in brelse.
700  *      
701  */
702 void
703 bremfree(struct buf *bp)
704 {
705         int old;
706
707         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
708         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
709             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
710         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
711             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
712         BUF_ASSERT_HELD(bp);
713
714         bp->b_flags |= B_REMFREE;
715         /* Fixup numfreebuffers count.  */
716         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
717                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0,
718                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
719                 if (bp->b_bufobj != NULL)
720                         mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
721                 bp->b_vflags &= ~BV_INFREECNT;
722                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
723                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
724         }
725 }
726
727 /*
728  *      bremfreef:
729  *
730  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
731  *      it abuses the b_freelist pointer.
732  */
733 void
734 bremfreef(struct buf *bp)
735 {
736         mtx_lock(&bqlock);
737         bremfreel(bp);
738         mtx_unlock(&bqlock);
739 }
740
741 /*
742  *      bremfreel:
743  *
744  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
745  *      bqlock held.
746  */
747 static void
748 bremfreel(struct buf *bp)
749 {
750         int old;
751
752         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
753             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
754         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
755             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
756         BUF_ASSERT_HELD(bp);
757         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
758
759         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
760         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
761         /*
762          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
763          * from the queue and return the stats are already done.
764          */
765         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
766                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
767                 return;
768         }
769         /*
770          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
771          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
772          * numfreebuffers.
773          */
774         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
775                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0,
776                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
777                 if (bp->b_bufobj != NULL)
778                         mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
779                 bp->b_vflags &= ~BV_INFREECNT;
780                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
781                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
782         }
783 }
784
785 /*
786  * Get a buffer with the specified data.
787  */
788 int
789 bread(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, struct ucred * cred,
790     struct buf **bpp)
791 {
792
793         return (breadn_flags(vp, blkno, size, 0, 0, 0, cred, 0, bpp));
794 }
795
796 /*
797  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
798  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
799  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
800  */
801 void
802 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
803     int cnt, struct ucred * cred)
804 {
805         struct buf *rabp;
806         int i;
807
808         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
809                 if (inmem(vp, *rablkno))
810                         continue;
811                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
812
813                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
814                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
815                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
816                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
817                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
818                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
819                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
820                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
821                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
822                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
823                         BUF_KERNPROC(rabp);
824                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
825                         bstrategy(rabp);
826                 } else {
827                         brelse(rabp);
828                 }
829         }
830 }
831
832 /*
833  * Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
834  * read-ahead blocks.
835  */
836 int
837 breadn(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size,
838     daddr_t * rablkno, int *rabsize,
839     int cnt, struct ucred * cred, struct buf **bpp)
840 {
841
842         return (breadn_flags(vp, blkno, size, rablkno, rabsize, cnt,
843                     cred, 0, bpp));
844 }
845
846 /*
847  * Entry point for bread() and breadn().
848  *
849  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
850  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
851  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
852  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
853  */
854 int
855 breadn_flags(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size,
856     daddr_t * rablkno, int *rabsize, int cnt,
857     struct ucred * cred, int flags, struct buf **bpp)
858 {
859         struct buf *bp;
860         int rv = 0, readwait = 0;
861
862         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
863         /*
864          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
865          */
866         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
867         if (bp == NULL)
868                 return (EBUSY);
869
870         /* if not found in cache, do some I/O */
871         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
872                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
873                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
874                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
875                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
876                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
877                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
878                         bp->b_rcred = crhold(cred);
879                 vfs_busy_pages(bp, 0);
880                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
881                 bstrategy(bp);
882                 ++readwait;
883         }
884
885         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
886
887         if (readwait) {
888                 rv = bufwait(bp);
889         }
890         return (rv);
891 }
892
893 /*
894  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
895  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
896  * is invalid.
897  *
898  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
899  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
900  * now so we set it generally.  This could be set either here 
901  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
902  * here.
903  */
904 int
905 bufwrite(struct buf *bp)
906 {
907         int oldflags;
908         struct vnode *vp;
909         int vp_md;
910
911         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
912         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
913                 brelse(bp);
914                 return (0);
915         }
916
917         oldflags = bp->b_flags;
918
919         BUF_ASSERT_HELD(bp);
920
921         if (bp->b_pin_count > 0)
922                 bunpin_wait(bp);
923
924         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
925             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
926
927         vp = bp->b_vp;
928         if (vp)
929                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
930         else
931                 vp_md = 0;
932
933         /* Mark the buffer clean */
934         bundirty(bp);
935
936         bp->b_flags &= ~B_DONE;
937         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
938         bp->b_flags |= B_CACHE;
939         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
940
941         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
942         vfs_busy_pages(bp, 1);
943
944         /*
945          * Normal bwrites pipeline writes
946          */
947         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
948         atomic_add_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
949
950         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
951                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
952         if (oldflags & B_ASYNC)
953                 BUF_KERNPROC(bp);
954         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
955         bstrategy(bp);
956
957         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
958                 int rtval = bufwait(bp);
959                 brelse(bp);
960                 return (rtval);
961         } else {
962                 /*
963                  * don't allow the async write to saturate the I/O
964                  * system.  We will not deadlock here because
965                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
966                  * to complete. We do not block here if it is the update
967                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
968                  * to deadlock.
969                  */
970                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
971                         waitrunningbufspace();
972         }
973
974         return (0);
975 }
976
977 void
978 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
979 {
980         struct buf *nbp;
981
982         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
983                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
984                 altbufferflushes++;
985         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
986                 BO_LOCK(bo);
987                 /*
988                  * Try to find a buffer to flush.
989                  */
990                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
991                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
992                             BUF_LOCK(nbp,
993                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
994                                 continue;
995                         if (bp == nbp)
996                                 panic("bdwrite: found ourselves");
997                         BO_UNLOCK(bo);
998                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
999                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
1000                                 BO_LOCK(bo);
1001                                 BUF_UNLOCK(nbp);
1002                                 continue;
1003                         }
1004                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
1005                                 vfs_bio_awrite(nbp);
1006                         } else {
1007                                 bremfree(nbp);
1008                                 bawrite(nbp);
1009                         }
1010                         dirtybufferflushes++;
1011                         break;
1012                 }
1013                 if (nbp == NULL)
1014                         BO_UNLOCK(bo);
1015         }
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1020  * anything if the buffer is marked invalid.
1021  *
1022  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1023  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1024  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1025  * out synchronously.
1026  */
1027 void
1028 bdwrite(struct buf *bp)
1029 {
1030         struct thread *td = curthread;
1031         struct vnode *vp;
1032         struct bufobj *bo;
1033
1034         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1035         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1036         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1037
1038         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1039                 brelse(bp);
1040                 return;
1041         }
1042
1043         /*
1044          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1045          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1046          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1047          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1048          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1049          */
1050         vp = bp->b_vp;
1051         bo = bp->b_bufobj;
1052         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1053                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1054                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1055                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1056         } else
1057                 recursiveflushes++;
1058
1059         bdirty(bp);
1060         /*
1061          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1062          * true even of NFS now.
1063          */
1064         bp->b_flags |= B_CACHE;
1065
1066         /*
1067          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1068          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1069          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1070          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1071          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1072          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1073          * the bmap then...  So, this is important to do.
1074          */
1075         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1076                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1077         }
1078
1079         /*
1080          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1081          * pages.
1082          *
1083          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1084          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1085          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1086          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1087          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1088          * or perhaps the cluster will be completed.
1089          */
1090         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1091         bqrelse(bp);
1092
1093         /*
1094          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have a lot of dirty
1095          * buffers (midpoint between our recovery point and our stall
1096          * point).
1097          */
1098         bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1099
1100         /*
1101          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1102          * due to the softdep code.
1103          */
1104 }
1105
1106 /*
1107  *      bdirty:
1108  *
1109  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1110  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1111  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1112  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1113  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1114  *
1115  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1116  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1117  *      should only be called if the buffer is known-good.
1118  *
1119  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1120  *      count.
1121  *
1122  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1123  */
1124 void
1125 bdirty(struct buf *bp)
1126 {
1127
1128         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1129             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1130         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1131         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1132             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1133         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1134         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1135         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1136
1137         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1138                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1139                 reassignbuf(bp);
1140                 atomic_add_int(&numdirtybuffers, 1);
1141                 bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1142         }
1143 }
1144
1145 /*
1146  *      bundirty:
1147  *
1148  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1149  *
1150  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1151  *      count.
1152  *      
1153  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1154  */
1155
1156 void
1157 bundirty(struct buf *bp)
1158 {
1159
1160         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1161         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1162         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1163             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1164         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1165
1166         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1167                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1168                 reassignbuf(bp);
1169                 atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1170                 numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1171         }
1172         /*
1173          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1174          */
1175         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1176 }
1177
1178 /*
1179  *      bawrite:
1180  *
1181  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1182  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1183  *
1184  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1185  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1186  */
1187 void
1188 bawrite(struct buf *bp)
1189 {
1190
1191         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1192         (void) bwrite(bp);
1193 }
1194
1195 /*
1196  *      bwillwrite:
1197  *
1198  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1199  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1200  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1201  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1202  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1203  */
1204
1205 void
1206 bwillwrite(void)
1207 {
1208
1209         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1210                 mtx_lock(&nblock);
1211                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1212                         bd_wakeup(1);
1213                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
1214                         msleep(&needsbuffer, &nblock,
1215                             (PRIBIO + 4), "flswai", 0);
1216                 }
1217                 mtx_unlock(&nblock);
1218         }
1219 }
1220
1221 /*
1222  * Return true if we have too many dirty buffers.
1223  */
1224 int
1225 buf_dirty_count_severe(void)
1226 {
1227
1228         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1229 }
1230
1231 static __noinline int
1232 buf_vm_page_count_severe(void)
1233 {
1234
1235         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, buf_pressure, return 1);
1236
1237         return vm_page_count_severe();
1238 }
1239
1240 /*
1241  *      brelse:
1242  *
1243  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1244  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1245  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1246  */
1247 void
1248 brelse(struct buf *bp)
1249 {
1250         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1251             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1252         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1253             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1254
1255         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1256                 bqrelse(bp);
1257                 return;
1258         }
1259
1260         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1261             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1262                 /*
1263                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1264                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1265                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1266                  * is futile.
1267                  */
1268                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1269                 bdirty(bp);
1270         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1271             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1272                 /*
1273                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1274                  * cache the buffer.
1275                  */
1276                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1277                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1278                         buf_deallocate(bp);
1279                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1280                         atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1281                         numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1282                 }
1283                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1284                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1285                         if (bp->b_bufsize)
1286                                 allocbuf(bp, 0);
1287                         if (bp->b_vp)
1288                                 brelvp(bp);
1289                 }
1290         }
1291
1292         /*
1293          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1294          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1295          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1296          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1297          * 
1298          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1299          * if B_DELWRI is set.
1300          *
1301          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1302          * on pages to return pages to the VM page queues.
1303          */
1304         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1305                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1306         else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1307                 /*
1308                  * The locking of the BO_LOCK is not necessary since
1309                  * BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1310                  * lock, it can only be cleared if it is already
1311                  * pending.
1312                  */
1313                 if (bp->b_vp) {
1314                         if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1315                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
1316                 } else
1317                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1318         }
1319
1320         /*
1321          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1322          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1323          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1324          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1325          *
1326          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1327          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1328          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1329          *
1330          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1331          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1332          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1333          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1334          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1335          * background write.
1336          */
1337         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1338             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1339                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1340                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1341                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1342             ) {
1343
1344                 int i, j, resid;
1345                 vm_page_t m;
1346                 off_t foff;
1347                 vm_pindex_t poff;
1348                 vm_object_t obj;
1349
1350                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1351
1352                 /*
1353                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1354                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1355                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1356                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1357                  *
1358                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1359                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1360                  * m->dirty, etc...). 
1361                  *
1362                  * See man buf(9) for more information
1363                  */
1364                 resid = bp->b_bufsize;
1365                 foff = bp->b_offset;
1366                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
1367                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1368                         int had_bogus = 0;
1369
1370                         m = bp->b_pages[i];
1371
1372                         /*
1373                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1374                          * now.
1375                          */
1376                         if (m == bogus_page) {
1377                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1378                                 had_bogus = 1;
1379
1380                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1381                                         vm_page_t mtmp;
1382                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1383                                         if (mtmp == bogus_page) {
1384                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1385                                                 if (!mtmp) {
1386                                                         panic("brelse: page missing\n");
1387                                                 }
1388                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1389                                         }
1390                                 }
1391
1392                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1393                                         pmap_qenter(
1394                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1395                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1396                                 }
1397                                 m = bp->b_pages[i];
1398                         }
1399                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1400                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR &&
1401                              bp->b_iocmd == BIO_READ)) {
1402                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1403                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1404                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1405
1406                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1407                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1408                                 if (had_bogus)
1409                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1410                         }
1411                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1412                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1413                 }
1414                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
1415                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1416                         vfs_vmio_release(bp);
1417
1418         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1419
1420                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1421                         vfs_vmio_release(bp);
1422                 }
1423
1424         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1425                 if (bp->b_bufsize != 0)
1426                         allocbuf(bp, 0);
1427                 if (bp->b_vp != NULL)
1428                         brelvp(bp);
1429         }
1430                         
1431         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1432                 /* do not release to free list */
1433                 BUF_UNLOCK(bp);
1434                 return;
1435         }
1436
1437         /* enqueue */
1438         mtx_lock(&bqlock);
1439         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1440         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1441                 struct bufobj *bo;
1442
1443                 bo = bp->b_bufobj;
1444                 if (bo != NULL)
1445                         BO_LOCK(bo);
1446                 bremfreel(bp);
1447                 if (bo != NULL)
1448                         BO_UNLOCK(bo);
1449         }
1450         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1451                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1452
1453         /*
1454          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1455          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1456          * doesn't find it.
1457          */
1458         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1459             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1460                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1461         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1462                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1463                         bundirty(bp);
1464                 if (bp->b_vp)
1465                         brelvp(bp);
1466         }
1467
1468         /* buffers with no memory */
1469         if (bp->b_bufsize == 0) {
1470                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1471                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1472                         panic("losing buffer 1");
1473                 if (bp->b_kvasize) {
1474                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1475                 } else {
1476                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1477                 }
1478                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1479         /* buffers with junk contents */
1480         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1481             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1482                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1483                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1484                         panic("losing buffer 2");
1485                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1486                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1487         /* remaining buffers */
1488         } else {
1489                 if ((bp->b_flags & (B_DELWRI|B_NEEDSGIANT)) ==
1490                     (B_DELWRI|B_NEEDSGIANT))
1491                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY_GIANT;
1492                 else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1493                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1494                 else
1495                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1496                 if (bp->b_flags & B_AGE)
1497                         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1498                 else
1499                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1500         }
1501         mtx_unlock(&bqlock);
1502
1503         /*
1504          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1505          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1506          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1507          * if B_INVAL is set ).
1508          */
1509
1510         if (!(bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1511                 struct bufobj *bo;
1512
1513                 bo = bp->b_bufobj;
1514                 if (bo != NULL)
1515                         BO_LOCK(bo);
1516                 bufcountwakeup(bp);
1517                 if (bo != NULL)
1518                         BO_UNLOCK(bo);
1519         }
1520
1521         /*
1522          * Something we can maybe free or reuse
1523          */
1524         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1525                 bufspacewakeup();
1526
1527         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1528         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1529                 panic("brelse: not dirty");
1530         /* unlock */
1531         BUF_UNLOCK(bp);
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1536  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1537  *
1538  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1539  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1540  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1541  * again soon.
1542  *
1543  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1544  */
1545 void
1546 bqrelse(struct buf *bp)
1547 {
1548         struct bufobj *bo;
1549
1550         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1551         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1552             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1553
1554         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1555                 /* do not release to free list */
1556                 BUF_UNLOCK(bp);
1557                 return;
1558         }
1559
1560         bo = bp->b_bufobj;
1561         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1562                 if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1563                         mtx_lock(&bqlock);
1564                         if (bo != NULL)
1565                                 BO_LOCK(bo);
1566                         bremfreel(bp);
1567                         if (bo != NULL)
1568                                 BO_UNLOCK(bo);
1569                         mtx_unlock(&bqlock);
1570                 }
1571                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1572                 BUF_UNLOCK(bp);
1573                 return;
1574         }
1575
1576         mtx_lock(&bqlock);
1577         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1578         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1579                 if (bo != NULL)
1580                         BO_LOCK(bo);
1581                 bremfreel(bp);
1582                 if (bo != NULL)
1583                         BO_UNLOCK(bo);
1584         }
1585         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1586                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1587         /* buffers with stale but valid contents */
1588         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1589                 if (bp->b_flags & B_NEEDSGIANT)
1590                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY_GIANT;
1591                 else
1592                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1593                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1594         } else {
1595                 /*
1596                  * The locking of the BO_LOCK for checking of the
1597                  * BV_BKGRDINPROG is not necessary since the
1598                  * BV_BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1599                  * lock, it can only be cleared if it is already
1600                  * pending.
1601                  */
1602                 if (!buf_vm_page_count_severe() || (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)) {
1603                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1604                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp,
1605                             b_freelist);
1606                 } else {
1607                         /*
1608                          * We are too low on memory, we have to try to free
1609                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1610                          * making up its backing store) *now*.
1611                          */
1612                         mtx_unlock(&bqlock);
1613                         brelse(bp);
1614                         return;
1615                 }
1616         }
1617         mtx_unlock(&bqlock);
1618
1619         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1620                 if (bo != NULL)
1621                         BO_LOCK(bo);
1622                 bufcountwakeup(bp);
1623                 if (bo != NULL)
1624                         BO_UNLOCK(bo);
1625         }
1626
1627         /*
1628          * Something we can maybe free or reuse.
1629          */
1630         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1631                 bufspacewakeup();
1632
1633         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1634         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1635                 panic("bqrelse: not dirty");
1636         /* unlock */
1637         BUF_UNLOCK(bp);
1638 }
1639
1640 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1641 static void
1642 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1643 {
1644         int i;
1645         vm_page_t m;
1646
1647         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
1648         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1649         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1650                 m = bp->b_pages[i];
1651                 bp->b_pages[i] = NULL;
1652                 /*
1653                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1654                  * everything on the inactive queue.
1655                  */
1656                 vm_page_lock(m);
1657                 vm_page_unwire(m, 0);
1658                 /*
1659                  * We don't mess with busy pages, it is
1660                  * the responsibility of the process that
1661                  * busied the pages to deal with them.
1662                  */
1663                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 && m->busy == 0 &&
1664                     m->wire_count == 0) {
1665                         /*
1666                          * Might as well free the page if we can and it has
1667                          * no valid data.  We also free the page if the
1668                          * buffer was used for direct I/O
1669                          */
1670                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid) {
1671                                 vm_page_free(m);
1672                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1673                                 vm_page_try_to_free(m);
1674                         } else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1675                                 vm_page_try_to_cache(m);
1676                         }
1677                 }
1678                 vm_page_unlock(m);
1679         }
1680         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1681         
1682         if (bp->b_bufsize) {
1683                 bufspacewakeup();
1684                 bp->b_bufsize = 0;
1685         }
1686         bp->b_npages = 0;
1687         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1688         if (bp->b_vp)
1689                 brelvp(bp);
1690 }
1691
1692 /*
1693  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1694  * write.
1695  */
1696 static int
1697 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1698 {
1699         struct buf *bpa;
1700         int match;
1701
1702         match = 0;
1703
1704         /* If the buf isn't in core skip it */
1705         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1706                 return (0);
1707
1708         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1709         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1710                 return (0);
1711
1712         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1713         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1714             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1715                 goto done;
1716
1717         if (bpa->b_bufsize != size)
1718                 goto done;
1719
1720         /*
1721          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1722          * block has been mapped.
1723          */
1724         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1725                 match = 1;
1726 done:
1727         BUF_UNLOCK(bpa);
1728         return (match);
1729 }
1730
1731 /*
1732  *      vfs_bio_awrite:
1733  *
1734  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1735  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1736  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1737  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1738  */
1739 int
1740 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1741 {
1742         struct bufobj *bo;
1743         int i;
1744         int j;
1745         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1746         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1747         int ncl;
1748         int nwritten;
1749         int size;
1750         int maxcl;
1751
1752         bo = &vp->v_bufobj;
1753         /*
1754          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1755          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1756          * rather then at the beginning.
1757          */
1758         if ((vp->v_type == VREG) && 
1759             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1760             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1761
1762                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1763                 maxcl = MAXPHYS / size;
1764
1765                 BO_LOCK(bo);
1766                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
1767                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
1768                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1769                                 break;
1770
1771                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
1772                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
1773                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1774                                 break;
1775                 BO_UNLOCK(bo);
1776                 --j;
1777                 ncl = i + j;
1778                 /*
1779                  * this is a possible cluster write
1780                  */
1781                 if (ncl != 1) {
1782                         BUF_UNLOCK(bp);
1783                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl);
1784                         return nwritten;
1785                 }
1786         }
1787         bremfree(bp);
1788         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1789         /*
1790          * default (old) behavior, writing out only one block
1791          *
1792          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1793          */
1794         nwritten = bp->b_bufsize;
1795         (void) bwrite(bp);
1796
1797         return nwritten;
1798 }
1799
1800 /*
1801  *      getnewbuf:
1802  *
1803  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1804  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1805  *
1806  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1807  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1808  *
1809  *      We block if:
1810  *              We have insufficient buffer headers
1811  *              We have insufficient buffer space
1812  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1813  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1814  *
1815  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1816  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1817  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1818  */
1819
1820 static struct buf *
1821 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
1822     int gbflags)
1823 {
1824         struct thread *td;
1825         struct buf *bp;
1826         struct buf *nbp;
1827         int defrag = 0;
1828         int nqindex;
1829         static int flushingbufs;
1830
1831         td = curthread;
1832         /*
1833          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1834          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1835          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1836          * async I/O rather then sync I/O.
1837          */
1838         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
1839         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
1840 restart:
1841         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
1842
1843         /*
1844          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1845          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1846          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1847          * dip into our reserves.
1848          *
1849          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1850          *
1851          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1852          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1853          * where we cannot backup.
1854          */
1855         mtx_lock(&bqlock);
1856         nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1857         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
1858
1859         if (nbp == NULL) {
1860                 /*
1861                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1862                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1863                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1864                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1865                  */
1866                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1867                         nqindex = QUEUE_CLEAN;
1868                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
1869                 }
1870
1871                 /*
1872                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1873                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1874                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1875                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1876                  */
1877                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1878                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1879                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
1880                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
1881                 }
1882         }
1883
1884         /*
1885          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1886          * depending.
1887          */
1888
1889         while ((bp = nbp) != NULL) {
1890                 int qindex = nqindex;
1891
1892                 /*
1893                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1894                  * or do other fancy things ).
1895                  */
1896                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
1897                         switch(qindex) {
1898                         case QUEUE_EMPTY:
1899                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1900                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA])))
1901                                         break;
1902                                 /* FALLTHROUGH */
1903                         case QUEUE_EMPTYKVA:
1904                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
1905                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])))
1906                                         break;
1907                                 /* FALLTHROUGH */
1908                         case QUEUE_CLEAN:
1909                                 /*
1910                                  * nbp is NULL. 
1911                                  */
1912                                 break;
1913                         }
1914                 }
1915                 /*
1916                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1917                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
1918                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
1919                  * should also be non-zero at this point.  XXX
1920                  */
1921                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
1922                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
1923                         continue;
1924                 }
1925
1926                 /*
1927                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1928                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
1929                  */
1930                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1931                         continue;
1932                 if (bp->b_vp) {
1933                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1934                         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
1935                                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1936                                 BUF_UNLOCK(bp);
1937                                 continue;
1938                         }
1939                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1940                 }
1941                 CTR6(KTR_BUF,
1942                     "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
1943                     "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1944                     bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
1945
1946                 /*
1947                  * Sanity Checks
1948                  */
1949                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistant queue %d bp %p", qindex, bp));
1950
1951                 /*
1952                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1953                  * buffers.
1954                  */
1955
1956                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1957
1958                 if (bp->b_bufobj != NULL)
1959                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1960                 bremfreel(bp);
1961                 if (bp->b_bufobj != NULL)
1962                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1963                 mtx_unlock(&bqlock);
1964
1965                 if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1966                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1967                                 bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1968                                 vfs_vmio_release(bp);
1969                         }
1970                         if (bp->b_vp)
1971                                 brelvp(bp);
1972                 }
1973
1974                 /*
1975                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1976                  * the scan from this point on.
1977                  *
1978                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
1979                  * valid after this operation.
1980                  */
1981
1982                 if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1983                         crfree(bp->b_rcred);
1984                         bp->b_rcred = NOCRED;
1985                 }
1986                 if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1987                         crfree(bp->b_wcred);
1988                         bp->b_wcred = NOCRED;
1989                 }
1990                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1991                         buf_deallocate(bp);
1992                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1993                         panic("losing buffer 3");
1994                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1995                     ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
1996                     bp, bp->b_vp, qindex));
1997                 KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1998                    ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X",
1999                     bp, bp->b_xflags));
2000
2001                 if (bp->b_bufsize)
2002                         allocbuf(bp, 0);
2003
2004                 bp->b_flags = 0;
2005                 bp->b_ioflags = 0;
2006                 bp->b_xflags = 0;
2007                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) == 0,
2008                     ("buf %p still counted as free?", bp));
2009                 bp->b_vflags = 0;
2010                 bp->b_vp = NULL;
2011                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
2012                 bp->b_offset = NOOFFSET;
2013                 bp->b_iodone = 0;
2014                 bp->b_error = 0;
2015                 bp->b_resid = 0;
2016                 bp->b_bcount = 0;
2017                 bp->b_npages = 0;
2018                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2019                 bp->b_bufobj = NULL;
2020                 bp->b_pin_count = 0;
2021                 bp->b_fsprivate1 = NULL;
2022                 bp->b_fsprivate2 = NULL;
2023                 bp->b_fsprivate3 = NULL;
2024
2025                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
2026
2027                 /*
2028                  * If we are defragging then free the buffer.
2029                  */
2030                 if (defrag) {
2031                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2032                         bfreekva(bp);
2033                         brelse(bp);
2034                         defrag = 0;
2035                         goto restart;
2036                 }
2037
2038                 /*
2039                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2040                  * identity change by freeing the buffer.
2041                  */
2042                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2043                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2044                         bfreekva(bp);
2045                         brelse(bp);
2046                         goto restart;
2047                 }
2048
2049                 /*
2050                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2051                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2052                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2053                  */
2054                 if (bufspace >= hibufspace)
2055                         flushingbufs = 1;
2056                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2057                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2058                         bfreekva(bp);
2059                         brelse(bp);
2060                         goto restart;
2061                 }
2062                 if (bufspace < lobufspace)
2063                         flushingbufs = 0;
2064                 break;
2065         }
2066
2067         /*
2068          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2069          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2070          *
2071          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2072          */
2073
2074         if (bp == NULL) {
2075                 int flags, norunbuf;
2076                 char *waitmsg;
2077                 int fl;
2078
2079                 if (defrag) {
2080                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2081                         waitmsg = "nbufkv";
2082                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
2083                         waitmsg = "nbufbs";
2084                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2085                 } else {
2086                         waitmsg = "newbuf";
2087                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2088                 }
2089                 mtx_lock(&nblock);
2090                 needsbuffer |= flags;
2091                 mtx_unlock(&nblock);
2092                 mtx_unlock(&bqlock);
2093
2094                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2095                 if (gbflags & GB_NOWAIT_BD)
2096                         return (NULL);
2097
2098                 mtx_lock(&nblock);
2099                 while (needsbuffer & flags) {
2100                         if (vp != NULL && (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2101                                 mtx_unlock(&nblock);
2102                                 /*
2103                                  * getblk() is called with a vnode
2104                                  * locked, and some majority of the
2105                                  * dirty buffers may as well belong to
2106                                  * the vnode. Flushing the buffers
2107                                  * there would make a progress that
2108                                  * cannot be achieved by the
2109                                  * buf_daemon, that cannot lock the
2110                                  * vnode.
2111                                  */
2112                                 norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2113                                     (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2114                                 /* play bufdaemon */
2115                                 td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2116                                 fl = buf_do_flush(vp);
2117                                 td->td_pflags &= norunbuf;
2118                                 mtx_lock(&nblock);
2119                                 if (fl != 0)
2120                                         continue;
2121                                 if ((needsbuffer & flags) == 0)
2122                                         break;
2123                         }
2124                         if (msleep(&needsbuffer, &nblock,
2125                             (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo)) {
2126                                 mtx_unlock(&nblock);
2127                                 return (NULL);
2128                         }
2129                 }
2130                 mtx_unlock(&nblock);
2131         } else {
2132                 /*
2133                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2134                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2135                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2136                  * BKVASIZE chunks.
2137                  */
2138                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2139
2140                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
2141                         vm_offset_t addr = 0;
2142
2143                         bfreekva(bp);
2144
2145                         vm_map_lock(buffer_map);
2146                         if (vm_map_findspace(buffer_map,
2147                                 vm_map_min(buffer_map), maxsize, &addr)) {
2148                                 /*
2149                                  * Uh oh.  Buffer map is to fragmented.  We
2150                                  * must defragment the map.
2151                                  */
2152                                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
2153                                 vm_map_unlock(buffer_map);
2154                                 defrag = 1;
2155                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2156                                 brelse(bp);
2157                                 goto restart;
2158                         }
2159                         if (addr) {
2160                                 vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0,
2161                                         addr, addr + maxsize,
2162                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
2163
2164                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
2165                                 bp->b_kvasize = maxsize;
2166                                 atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2167                                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2168                         }
2169                         vm_map_unlock(buffer_map);
2170                 }
2171                 bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2172                 bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2173         }
2174         return(bp);
2175 }
2176
2177 /*
2178  *      buf_daemon:
2179  *
2180  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2181  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2182  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2183  */
2184
2185 static struct kproc_desc buf_kp = {
2186         "bufdaemon",
2187         buf_daemon,
2188         &bufdaemonproc
2189 };
2190 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2191
2192 static int
2193 buf_do_flush(struct vnode *vp)
2194 {
2195         int flushed;
2196
2197         flushed = flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 0);
2198         /* The list empty check here is slightly racy */
2199         if (!TAILQ_EMPTY(&bufqueues[QUEUE_DIRTY_GIANT])) {
2200                 mtx_lock(&Giant);
2201                 flushed += flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY_GIANT, 0);
2202                 mtx_unlock(&Giant);
2203         }
2204         if (flushed == 0) {
2205                 /*
2206                  * Could not find any buffers without rollback
2207                  * dependencies, so just write the first one
2208                  * in the hopes of eventually making progress.
2209                  */
2210                 flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 1);
2211                 if (!TAILQ_EMPTY(
2212                             &bufqueues[QUEUE_DIRTY_GIANT])) {
2213                         mtx_lock(&Giant);
2214                         flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY_GIANT, 1);
2215                         mtx_unlock(&Giant);
2216                 }
2217         }
2218         return (flushed);
2219 }
2220
2221 static void
2222 buf_daemon()
2223 {
2224         int lodirtysave;
2225
2226         /*
2227          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2228          */
2229         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2230             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2231
2232         /*
2233          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2234          */
2235         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2236         mtx_lock(&bdlock);
2237         for (;;) {
2238                 bd_request = 0;
2239                 mtx_unlock(&bdlock);
2240
2241                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2242                 lodirtysave = lodirtybuffers;
2243                 if (bd_speedupreq) {
2244                         lodirtybuffers = numdirtybuffers / 2;
2245                         bd_speedupreq = 0;
2246                 }
2247                 /*
2248                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2249                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2250                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2251                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2252                  */
2253                 while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
2254                         if (buf_do_flush(NULL) == 0)
2255                                 break;
2256                         kern_yield(PRI_UNCHANGED);
2257                 }
2258                 lodirtybuffers = lodirtysave;
2259
2260                 /*
2261                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2262                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2263                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2264                  * built up, within reason.
2265                  *
2266                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2267                  * find any flushable buffers, we sleep half a second.
2268                  * Otherwise we loop immediately.
2269                  */
2270                 mtx_lock(&bdlock);
2271                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2272                         /*
2273                          * We reached our low water mark, reset the
2274                          * request and sleep until we are needed again.
2275                          * The sleep is just so the suspend code works.
2276                          */
2277                         bd_request = 0;
2278                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2279                 } else {
2280                         /*
2281                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2282                          * still have too many dirty buffers, we
2283                          * have to sleep and try again.  (rare)
2284                          */
2285                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2286                 }
2287         }
2288 }
2289
2290 /*
2291  *      flushbufqueues:
2292  *
2293  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2294  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2295  *      particularly sensitive to.
2296  */
2297 static int flushwithdeps = 0;
2298 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2299     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2300
2301 static int
2302 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int queue, int flushdeps)
2303 {
2304         struct buf *sentinel;
2305         struct vnode *vp;
2306         struct mount *mp;
2307         struct buf *bp;
2308         int hasdeps;
2309         int flushed;
2310         int target;
2311
2312         if (lvp == NULL) {
2313                 target = numdirtybuffers - lodirtybuffers;
2314                 if (flushdeps && target > 2)
2315                         target /= 2;
2316         } else
2317                 target = flushbufqtarget;
2318         flushed = 0;
2319         bp = NULL;
2320         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2321         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2322         mtx_lock(&bqlock);
2323         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2324         while (flushed != target) {
2325                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2326                 if (bp != NULL) {
2327                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2328                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2329                             b_freelist);
2330                 } else
2331                         break;
2332                 /*
2333                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2334                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2335                  */
2336                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL)
2337                         continue;
2338                 /*
2339                  * Only flush the buffers that belong to the
2340                  * vnode locked by the curthread.
2341                  */
2342                 if (lvp != NULL && bp->b_vp != lvp)
2343                         continue;
2344                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2345                         continue;
2346                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2347                         BUF_UNLOCK(bp);
2348                         continue;
2349                 }
2350                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2351                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2352                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2353                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2354                         BUF_UNLOCK(bp);
2355                         continue;
2356                 }
2357                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2358                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2359                         bremfreel(bp);
2360                         mtx_unlock(&bqlock);
2361                         brelse(bp);
2362                         flushed++;
2363                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2364                         mtx_lock(&bqlock);
2365                         continue;
2366                 }
2367
2368                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2369                         if (flushdeps == 0) {
2370                                 BUF_UNLOCK(bp);
2371                                 continue;
2372                         }
2373                         hasdeps = 1;
2374                 } else
2375                         hasdeps = 0;
2376                 /*
2377                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2378                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2379                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2380                  * system.
2381                  *
2382                  * The lock order here is the reverse of the normal
2383                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2384                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2385                  */
2386                 vp = bp->b_vp;
2387                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2388                         BUF_UNLOCK(bp);
2389                         continue;
2390                 }
2391                 if (vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT | LK_CANRECURSE) == 0) {
2392                         mtx_unlock(&bqlock);
2393                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2394                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2395                         if (curproc == bufdaemonproc)
2396                                 vfs_bio_awrite(bp);
2397                         else {
2398                                 bremfree(bp);
2399                                 bwrite(bp);
2400                                 notbufdflashes++;
2401                         }
2402                         vn_finished_write(mp);
2403                         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2404                         flushwithdeps += hasdeps;
2405                         flushed++;
2406
2407                         /*
2408                          * Sleeping on runningbufspace while holding
2409                          * vnode lock leads to deadlock.
2410                          */
2411                         if (curproc == bufdaemonproc)
2412                                 waitrunningbufspace();
2413                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2414                         mtx_lock(&bqlock);
2415                         continue;
2416                 }
2417                 vn_finished_write(mp);
2418                 BUF_UNLOCK(bp);
2419         }
2420         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2421         mtx_unlock(&bqlock);
2422         free(sentinel, M_TEMP);
2423         return (flushed);
2424 }
2425
2426 /*
2427  * Check to see if a block is currently memory resident.
2428  */
2429 struct buf *
2430 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2431 {
2432         struct buf *bp;
2433
2434         BO_LOCK(bo);
2435         bp = gbincore(bo, blkno);
2436         BO_UNLOCK(bo);
2437         return (bp);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Returns true if no I/O is needed to access the
2442  * associated VM object.  This is like incore except
2443  * it also hunts around in the VM system for the data.
2444  */
2445
2446 static int
2447 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2448 {
2449         vm_object_t obj;
2450         vm_offset_t toff, tinc, size;
2451         vm_page_t m;
2452         vm_ooffset_t off;
2453
2454         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2455
2456         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2457                 return 1;
2458         if (vp->v_mount == NULL)
2459                 return 0;
2460         obj = vp->v_object;
2461         if (obj == NULL)
2462                 return (0);
2463
2464         size = PAGE_SIZE;
2465         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2466                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2467         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2468
2469         VM_OBJECT_LOCK(obj);
2470         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2471                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2472                 if (!m)
2473                         goto notinmem;
2474                 tinc = size;
2475                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2476                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2477                 if (vm_page_is_valid(m,
2478                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2479                         goto notinmem;
2480         }
2481         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2482         return 1;
2483
2484 notinmem:
2485         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2486         return (0);
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2491  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
2492  * to the size of the buffer.
2493  *
2494  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2495  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2496  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2497  *
2498  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2499  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2500  */
2501 static void
2502 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
2503 {
2504         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
2505         vm_page_t m;
2506         int i;
2507
2508         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2509                 return;
2510
2511         foff = bp->b_offset;
2512         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2513             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
2514
2515         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2516         vfs_drain_busy_pages(bp);
2517         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2518         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2519                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2520                 eoff = noff;
2521                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2522                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2523                 m = bp->b_pages[i];
2524                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
2525                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2526                 foff = noff;
2527         }
2528         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2529 }
2530
2531 static void
2532 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2533 {
2534         vm_object_t object;
2535         int i;
2536
2537         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2538         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2539
2540         /*
2541          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2542          * object has been flushed yet.
2543          */
2544         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
2545                 vm_offset_t boffset;
2546                 vm_offset_t eoffset;
2547
2548                 /*
2549                  * test the pages to see if they have been modified directly
2550                  * by users through the VM system.
2551                  */
2552                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2553                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2554
2555                 /*
2556                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2557                  * (eoffset - boffset) bytes.
2558                  */
2559
2560                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2561                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2562                                 break;
2563                 }
2564                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2565
2566                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2567                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2568                                 break;
2569                         }
2570                 }
2571                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2572
2573                 /*
2574                  * Fit it to the buffer.
2575                  */
2576
2577                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2578                         eoffset = bp->b_bcount;
2579
2580                 /*
2581                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2582                  * dirty range.
2583                  */
2584
2585                 if (boffset < eoffset) {
2586                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2587                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2588                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2589                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2590                 }
2591         }
2592 }
2593
2594 /*
2595  *      getblk:
2596  *
2597  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2598  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
2599  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
2600  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
2601  *      READ.
2602  *
2603  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2604  *      an existing buffer.
2605  *
2606  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2607  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2608  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2609  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2610  *
2611  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2612  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2613  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2614  *      backing VM.
2615  *
2616  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2617  *      B_CACHE bit is clear.
2618  *      
2619  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2620  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2621  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2622  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2623  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2624  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2625  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2626  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2627  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
2628  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2629  */
2630 struct buf *
2631 getblk(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
2632     int flags)
2633 {
2634         struct buf *bp;
2635         struct bufobj *bo;
2636         int error;
2637
2638         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
2639         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
2640         if (size > MAXBSIZE)
2641                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
2642
2643         bo = &vp->v_bufobj;
2644 loop:
2645         /*
2646          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
2647          * to completely exhaust the buffer cache.
2648          *
2649          * If this check ever becomes a bottleneck it may be better to
2650          * move it into the else, when gbincore() fails.  At the moment
2651          * it isn't a problem.
2652          *
2653          * XXX remove if 0 sections (clean this up after its proven)
2654          */
2655         if (numfreebuffers == 0) {
2656                 if (TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
2657                         return NULL;
2658                 mtx_lock(&nblock);
2659                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
2660                 mtx_unlock(&nblock);
2661         }
2662
2663         BO_LOCK(bo);
2664         bp = gbincore(bo, blkno);
2665         if (bp != NULL) {
2666                 int lockflags;
2667                 /*
2668                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy, it must
2669                  * be on a queue.
2670                  */
2671                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
2672
2673                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
2674                         lockflags |= LK_NOWAIT;
2675
2676                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
2677                     BO_MTX(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
2678
2679                 /*
2680                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
2681                  * the buffer changed identities.
2682                  */
2683                 if (error == ENOLCK)
2684                         goto loop;
2685                 /* We timed out or were interrupted. */
2686                 else if (error)
2687                         return (NULL);
2688
2689                 /*
2690                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2691                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
2692                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
2693                  * backing VM cache.
2694                  */
2695                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2696                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2697                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
2698                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2699                 BO_LOCK(bo);
2700                 bremfree(bp);
2701                 BO_UNLOCK(bo);
2702
2703                 /*
2704                  * check for size inconsistancies for non-VMIO case.
2705                  */
2706
2707                 if (bp->b_bcount != size) {
2708                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
2709                             (size > bp->b_kvasize)) {
2710                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2711                                         /*
2712                                          * If buffer is pinned and caller does
2713                                          * not want sleep  waiting for it to be
2714                                          * unpinned, bail out
2715                                          * */
2716                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
2717                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
2718                                                         bqrelse(bp);
2719                                                         return (NULL);
2720                                                 } else {
2721                                                         bunpin_wait(bp);
2722                                                 }
2723                                         }
2724                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2725                                         bwrite(bp);
2726                                 } else {
2727                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2728                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2729                                                 brelse(bp);
2730                                         } else {
2731                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2732                                                 bwrite(bp);
2733                                         }
2734                                 }
2735                                 goto loop;
2736                         }
2737                 }
2738
2739                 /*
2740                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
2741                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
2742                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
2743                  * unchanged from its previous state.
2744                  */
2745
2746                 if (bp->b_bcount != size)
2747                         allocbuf(bp, size);
2748
2749                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
2750                     ("getblk: no buffer offset"));
2751
2752                 /*
2753                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2754                  * be committed before we can return the buffer in
2755                  * order to prevent the caller from issuing a read
2756                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2757                  * it.
2758                  *
2759                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2760                  * operate properly either because they assume they
2761                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2762                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2763                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2764                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2765                  * preventing further loops.
2766                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2767                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2768                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2769                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2770                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2771                  * after the write.
2772                  *
2773                  * We might be able to do something fancy, like setting
2774                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2775                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2776                  * confusing.  This is much easier.
2777                  */
2778
2779                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2780                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2781                         bwrite(bp);
2782                         goto loop;
2783                 }
2784                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2785         } else {
2786                 int bsize, maxsize, vmio;
2787                 off_t offset;
2788
2789                 /*
2790                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2791                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2792                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2793                  */
2794                 BO_UNLOCK(bo);
2795                 /*
2796                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
2797                  * here.
2798                  */
2799                 if (flags & GB_NOCREAT)
2800                         return NULL;
2801                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
2802                 offset = blkno * bsize;
2803                 vmio = vp->v_object != NULL;
2804                 maxsize = vmio ? size + (offset & PAGE_MASK) : size;
2805                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2806
2807                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
2808                 if (bp == NULL) {
2809                         if (slpflag || slptimeo)
2810                                 return NULL;
2811                         goto loop;
2812                 }
2813
2814                 /*
2815                  * This code is used to make sure that a buffer is not
2816                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
2817                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
2818                  * If the buffer is created out from under us, we have to
2819                  * throw away the one we just created.
2820                  *
2821                  * Note: this must occur before we associate the buffer
2822                  * with the vp especially considering limitations in
2823                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
2824                  * lblkno's.
2825                  */
2826                 BO_LOCK(bo);
2827                 if (gbincore(bo, blkno)) {
2828                         BO_UNLOCK(bo);
2829                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2830                         brelse(bp);
2831                         goto loop;
2832                 }
2833
2834                 /*
2835                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
2836                  * be found by incore.
2837                  */
2838                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
2839                 bp->b_offset = offset;
2840                 bgetvp(vp, bp);
2841                 BO_UNLOCK(bo);
2842
2843                 /*
2844                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
2845                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
2846                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
2847                  * backing store for validity.
2848                  */
2849
2850                 if (vmio) {
2851                         bp->b_flags |= B_VMIO;
2852                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
2853                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
2854                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
2855                 } else {
2856                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
2857                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
2858                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
2859                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
2860                 }
2861
2862                 allocbuf(bp, size);
2863                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2864         }
2865         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
2866         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2867         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
2868             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
2869         return (bp);
2870 }
2871
2872 /*
2873  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
2874  * set to B_INVAL.
2875  */
2876 struct buf *
2877 geteblk(int size, int flags)
2878 {
2879         struct buf *bp;
2880         int maxsize;
2881
2882         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2883         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
2884                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
2885                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
2886                         return (NULL);
2887         }
2888         allocbuf(bp, size);
2889         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2890         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2891         return (bp);
2892 }
2893
2894
2895 /*
2896  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2897  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2898  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2899  * resize a buffer up or down.
2900  *
2901  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2902  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
2903  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
2904  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2905  *
2906  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2907  * B_CACHE for the non-VMIO case.
2908  */
2909
2910 int
2911 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2912 {
2913         int newbsize, mbsize;
2914         int i;
2915
2916         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2917
2918         if (bp->b_kvasize < size)
2919                 panic("allocbuf: buffer too small");
2920
2921         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2922                 caddr_t origbuf;
2923                 int origbufsize;
2924                 /*
2925                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
2926                  * mess with B_CACHE.
2927                  */
2928                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2929                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2930                         newbsize = mbsize;
2931                 else
2932                         newbsize = round_page(size);
2933
2934                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2935                         /*
2936                          * malloced buffers are not shrunk
2937                          */
2938                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2939                                 if (newbsize) {
2940                                         bp->b_bcount = size;
2941                                 } else {
2942                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
2943                                         if (bp->b_bufsize) {
2944                                                 atomic_subtract_long(
2945                                                     &bufmallocspace,
2946                                                     bp->b_bufsize);
2947                                                 bufspacewakeup();
2948                                                 bp->b_bufsize = 0;
2949                                         }
2950                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2951                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2952                                         bp->b_bcount = 0;
2953                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2954                                 }
2955                                 return 1;
2956                         }               
2957                         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
2958                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
2959                         /*
2960                          * We only use malloced memory on the first allocation.
2961                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
2962                          * grows.
2963                          */
2964                         /*
2965                          * There is a potential smp race here that could lead
2966                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
2967                          * is probably extremely rare and not worth worrying
2968                          * over.
2969                          */
2970                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
2971                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
2972                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
2973
2974                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
2975                                 bp->b_bufsize = mbsize;
2976                                 bp->b_bcount = size;
2977                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
2978                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
2979                                 return 1;
2980                         }
2981                         origbuf = NULL;
2982                         origbufsize = 0;
2983                         /*
2984                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
2985                          * then we revert to the page-allocation scheme.
2986                          */
2987                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2988                                 origbuf = bp->b_data;
2989                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
2990                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2991                                 if (bp->b_bufsize) {
2992                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
2993                                             bp->b_bufsize);
2994                                         bufspacewakeup();
2995                                         bp->b_bufsize = 0;
2996                                 }
2997                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2998                                 newbsize = round_page(newbsize);
2999                         }
3000                         vm_hold_load_pages(
3001                             bp,
3002                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3003                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3004                         if (origbuf) {
3005                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3006                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3007                         }
3008                 }
3009         } else {
3010                 int desiredpages;
3011
3012                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3013                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3014                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3015
3016                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3017                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3018                 /*
3019                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3020                  * 0-length.
3021                  */
3022                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3023                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3024
3025                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3026                         /*
3027                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3028                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3029                          * if we have to remove any pages.
3030                          */
3031                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
3032                                 vm_page_t m;
3033
3034                                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page(
3035                                     (vm_offset_t)bp->b_data) +
3036                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3037                                     (bp->b_npages - desiredpages));
3038                                 VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3039                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3040                                         /*
3041                                          * the page is not freed here -- it
3042                                          * is the responsibility of 
3043                                          * vnode_pager_setsize
3044                                          */
3045                                         m = bp->b_pages[i];
3046                                         KASSERT(m != bogus_page,
3047                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3048                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m, TRUE,
3049                                             "biodep"))
3050                                                 continue;
3051
3052                                         bp->b_pages[i] = NULL;
3053                                         vm_page_lock(m);
3054                                         vm_page_unwire(m, 0);
3055                                         vm_page_unlock(m);
3056                                 }
3057                                 VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3058                                 bp->b_npages = desiredpages;
3059                         }
3060                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3061                         /*
3062                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3063                          * byte-granular fashion.
3064                          */
3065                         vm_object_t obj;
3066                         vm_offset_t toff;
3067                         vm_offset_t tinc;
3068
3069                         /*
3070                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3071                          * allocating them if necessary.  We must clear
3072                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3073                          * range covered by the buffer.
3074                          */
3075
3076                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3077
3078                         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3079                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
3080                                 vm_page_t m;
3081
3082                                 /*
3083                                  * We must allocate system pages since blocking
3084                                  * here could interfere with paging I/O, no
3085                                  * matter which process we are.
3086                                  *
3087                                  * We can only test VPO_BUSY here.  Blocking on
3088                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3089                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3090                                  * Thus, we specify VM_ALLOC_IGN_SBUSY.
3091                                  */
3092                                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) +
3093                                     bp->b_npages, VM_ALLOC_NOBUSY |
3094                                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3095                                     VM_ALLOC_RETRY | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3096                                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
3097                                 if (m->valid == 0)
3098                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3099                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3100                                 ++bp->b_npages;
3101                         }
3102
3103                         /*
3104                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3105                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3106                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3107                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3108                          * aligned range ( newbsize ).
3109                          *
3110                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3111                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3112                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3113                          * fails with NFS if the server or some other client
3114                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3115                          * B_CACHE may remain set! XXX
3116                          */
3117
3118                         toff = bp->b_bcount;
3119                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3120
3121                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3122                                 vm_pindex_t pi;
3123
3124                                 if (tinc > (size - toff))
3125                                         tinc = size - toff;
3126
3127                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3128                                     PAGE_SHIFT;
3129
3130                                 vfs_buf_test_cache(
3131                                     bp, 
3132                                     bp->b_offset,
3133                                     toff, 
3134                                     tinc, 
3135                                     bp->b_pages[pi]
3136                                 );
3137                                 toff += tinc;
3138                                 tinc = PAGE_SIZE;
3139                         }
3140                         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3141
3142                         /*
3143                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3144                          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but 
3145                          * bp->b_offset may be offset into the first page.
3146                          */
3147
3148                         bp->b_data = (caddr_t)
3149                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3150                         pmap_qenter(
3151                             (vm_offset_t)bp->b_data,
3152                             bp->b_pages, 
3153                             bp->b_npages
3154                         );
3155                         
3156                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
3157                             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
3158                 }
3159         }
3160         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3161                 bufspacewakeup();
3162         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3163         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3164         return 1;
3165 }
3166
3167 void
3168 biodone(struct bio *bp)
3169 {
3170         struct mtx *mtxp;
3171         void (*done)(struct bio *);
3172
3173         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3174         mtx_lock(mtxp);
3175         bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3176         done = bp->bio_done;
3177         if (done == NULL)
3178                 wakeup(bp);
3179         mtx_unlock(mtxp);
3180         if (done != NULL)
3181                 done(bp);
3182 }
3183
3184 /*
3185  * Wait for a BIO to finish.
3186  *
3187  * XXX: resort to a timeout for now.  The optimal locking (if any) for this
3188  * case is not yet clear.
3189  */
3190 int
3191 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3192 {
3193         struct mtx *mtxp;
3194
3195         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3196         mtx_lock(mtxp);
3197         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3198                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, hz / 10);
3199         mtx_unlock(mtxp);
3200         if (bp->bio_error != 0)
3201                 return (bp->bio_error);
3202         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3203                 return (0);
3204         return (EIO);
3205 }
3206
3207 void
3208 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3209 {
3210         
3211         if (error) {
3212                 bp->bio_error = error;
3213                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3214         }
3215         if (stat != NULL)
3216                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3217         biodone(bp);
3218 }
3219
3220 /*
3221  *      bufwait:
3222  *
3223  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3224  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3225  *      error and cleared.
3226  */
3227 int
3228 bufwait(struct buf *bp)
3229 {
3230         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3231                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3232         else
3233                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3234         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3235                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3236                 return (EINTR);
3237         }
3238         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3239                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3240         } else {
3241                 return (0);
3242         }
3243 }
3244
3245  /*
3246   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3247   */
3248 static void
3249 bufdonebio(struct bio *bip)
3250 {
3251         struct buf *bp;
3252
3253         bp = bip->bio_caller2;
3254         bp->b_resid = bp->b_bcount - bip->bio_completed;
3255         bp->b_resid = bip->bio_resid;   /* XXX: remove */
3256         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3257         bp->b_error = bip->bio_error;
3258         if (bp->b_error)
3259                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3260         bufdone(bp);
3261         g_destroy_bio(bip);
3262 }
3263
3264 void
3265 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3266 {
3267         struct cdevsw *csw;
3268         struct bio *bip;
3269         int ref;
3270
3271         if ((!bp->b_iocmd) || (bp->b_iocmd & (bp->b_iocmd - 1)))
3272                 panic("b_iocmd botch");
3273         for (;;) {
3274                 bip = g_new_bio();
3275                 if (bip != NULL)
3276                         break;
3277                 /* Try again later */
3278                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3279         }
3280         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3281         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3282         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3283         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3284         bip->bio_data = bp->b_data;
3285         bip->bio_done = bufdonebio;
3286         bip->bio_caller2 = bp;
3287         bip->bio_dev = dev;
3288         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3289             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s)",
3290             devtoname(dev)));
3291         csw = dev_refthread(dev, &ref);
3292         if (csw == NULL) {
3293                 g_destroy_bio(bip);
3294                 bp->b_error = ENXIO;
3295                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3296                 bufdone(bp);
3297                 return;
3298         }
3299         (*csw->d_strategy)(bip);
3300         dev_relthread(dev, ref);
3301 }
3302
3303 /*
3304  *      bufdone:
3305  *
3306  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3307  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3308  *      not allowed.
3309  *
3310  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3311  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3312  *      assuming B_INVAL is clear.
3313  *
3314  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3315  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3316  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3317  *
3318  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3319  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3320  *      in the biodone routine.
3321  */
3322 void
3323 bufdone(struct buf *bp)
3324 {
3325         struct bufobj *dropobj;
3326         void    (*biodone)(struct buf *);
3327
3328         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3329         dropobj = NULL;
3330
3331         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3332         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3333
3334         runningbufwakeup(bp);
3335         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3336                 dropobj = bp->b_bufobj;
3337         /* call optional completion function if requested */
3338         if (bp->b_iodone != NULL) {
3339                 biodone = bp->b_iodone;
3340                 bp->b_iodone = NULL;
3341                 (*biodone) (bp);
3342                 if (dropobj)
3343                         bufobj_wdrop(dropobj);
3344                 return;
3345         }
3346
3347         bufdone_finish(bp);
3348
3349         if (dropobj)
3350                 bufobj_wdrop(dropobj);
3351 }
3352
3353 void
3354 bufdone_finish(struct buf *bp)
3355 {
3356         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3357
3358         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3359                 buf_complete(bp);
3360
3361         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3362                 vm_ooffset_t foff;
3363                 vm_page_t m;
3364                 vm_object_t obj;
3365                 struct vnode *vp;
3366                 int bogus, i, iosize;
3367
3368                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3369                 KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
3370                     ("biodone_finish: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
3371                     obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
3372
3373                 vp = bp->b_vp;
3374                 KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
3375                     ("biodone_finish: vnode %p has zero hold count", vp));
3376                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3377                     ("biodone_finish: vnode %p has no vm_object", vp));
3378
3379                 foff = bp->b_offset;
3380                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3381                     ("biodone_finish: bp %p has no buffer offset", bp));
3382
3383                 /*
3384                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3385                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3386                  * routines.
3387                  */
3388                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3389                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3390                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3391                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3392                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3393                 }
3394                 bogus = 0;
3395                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
3396                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3397                         int bogusflag = 0;
3398                         int resid;
3399
3400                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3401                         if (resid > iosize)
3402                                 resid = iosize;
3403
3404                         /*
3405                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3406                          */
3407                         m = bp->b_pages[i];
3408                         if (m == bogus_page) {
3409                                 bogus = bogusflag = 1;
3410                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3411                                 if (m == NULL)
3412                                         panic("biodone: page disappeared!");
3413                                 bp->b_pages[i] = m;
3414                         }
3415                         KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3416                             ("biodone_finish: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3417                             (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3418
3419                         /*
3420                          * In the write case, the valid and clean bits are
3421                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3422                          * only need to do this here in the read case.
3423                          */
3424                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3425                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3426                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3427                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3428                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3429                         }
3430
3431                         vm_page_io_finish(m);
3432                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3433                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3434                         iosize -= resid;
3435                 }
3436                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3437                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3438                 if (bogus)
3439                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3440                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3441         }
3442
3443         /*
3444          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3445          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3446          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3447          */
3448
3449         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3450                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3451                         brelse(bp);
3452                 else
3453                         bqrelse(bp);
3454         } else
3455                 bdone(bp);
3456 }
3457
3458 /*
3459  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3460  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3461  * consistant.
3462  */
3463 void
3464 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3465 {
3466         int i;
3467         vm_object_t obj;
3468         vm_page_t m;
3469
3470         runningbufwakeup(bp);
3471         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3472                 return;
3473
3474         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3475         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3476         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3477                 m = bp->b_pages[i];
3478                 if (m == bogus_page) {
3479                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3480                         if (!m)
3481                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3482                         bp->b_pages[i] = m;
3483                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3484                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3485                 }
3486                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3487                 vm_page_io_finish(m);
3488         }
3489         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3490         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3491 }
3492
3493 /*
3494  * vfs_page_set_valid:
3495  *
3496  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3497  *      range is restricted to the buffer's size.
3498  *
3499  *      This routine is typically called after a read completes.
3500  */
3501 static void
3502 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3503 {
3504         vm_ooffset_t eoff;
3505
3506         /*
3507          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
3508          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
3509          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
3510          * allocation size of the buffer.
3511          */
3512         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
3513         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3514                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3515
3516         /*
3517          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3518          * entire page.
3519          */
3520         if (eoff > off)
3521                 vm_page_set_valid(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
3522 }
3523
3524 /*
3525  * vfs_page_set_validclean:
3526  *
3527  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
3528  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
3529  */
3530 static void
3531 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3532 {
3533         vm_ooffset_t soff, eoff;
3534
3535         /*
3536          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3537          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3538          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3539          * of the buffer.
3540          */
3541         soff = off;
3542         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3543         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3544                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3545
3546         /*
3547          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3548          * entire page.
3549          */
3550         if (eoff > soff) {
3551                 vm_page_set_validclean(
3552                     m,
3553                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3554                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3555                 );
3556         }
3557 }
3558
3559 /*
3560  * Ensure that all buffer pages are not busied by VPO_BUSY flag. If
3561  * any page is busy, drain the flag.
3562  */
3563 static void
3564 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
3565 {
3566         vm_page_t m;
3567         int i, last_busied;
3568
3569         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_bufobj->bo_object, MA_OWNED);
3570         last_busied = 0;
3571         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3572                 m = bp->b_pages[i];
3573                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0) {
3574                         for (; last_busied < i; last_busied++)
3575                                 vm_page_busy(bp->b_pages[last_busied]);
3576                         while ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0)
3577                                 vm_page_sleep(m, "vbpage");
3578                 }
3579         }
3580         for (i = 0; i < last_busied; i++)
3581                 vm_page_wakeup(bp->b_pages[i]);
3582 }
3583
3584 /*
3585  * This routine is called before a device strategy routine.
3586  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3587  * progress, and treat the pages associated with the buffer
3588  * almost as being VPO_BUSY.  Also the object paging_in_progress
3589  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
3590  * inconsistant.
3591  *
3592  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3593  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3594  * and should be ignored.
3595  */
3596 void
3597 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
3598 {
3599         int i, bogus;
3600         vm_object_t obj;
3601         vm_ooffset_t foff;
3602         vm_page_t m;
3603
3604         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3605                 return;
3606
3607         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3608         foff = bp->b_offset;
3609         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3610             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
3611         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3612         vfs_drain_busy_pages(bp);
3613         if (bp->b_bufsize != 0)
3614                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
3615         bogus = 0;
3616         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3617                 m = bp->b_pages[i];
3618
3619                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
3620                         vm_object_pip_add(obj, 1);
3621                         vm_page_io_start(m);
3622                 }
3623                 /*
3624                  * When readying a buffer for a read ( i.e
3625                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
3626                  * bogus_page replacement for valid pages in 
3627                  * partially instantiated buffers.  Partially 
3628                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
3629                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
3630                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
3631                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
3632                  * first place ).  The replacement prevents the read
3633                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
3634                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
3635                  * It may not work properly with small-block devices.
3636                  * We need to find a better way.
3637                  */
3638                 if (clear_modify) {
3639                         pmap_remove_write(m);
3640                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3641                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3642                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
3643                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
3644                         bogus++;
3645                 }
3646                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3647         }
3648         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3649         if (bogus)
3650                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3651                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3652 }
3653
3654 /*
3655  *      vfs_bio_set_valid:
3656  *
3657  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
3658  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
3659  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
3660  *      page.
3661  */
3662 void   
3663 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
3664 {
3665         int i, n;
3666         vm_page_t m;
3667
3668         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3669                 return;
3670
3671         /*
3672          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
3673          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
3674          * first page that can be validated.
3675          */
3676         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3677         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
3678
3679         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3680         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
3681                 m = bp->b_pages[i];
3682                 if (n > size)
3683                         n = size;
3684                 vm_page_set_valid(m, base & PAGE_MASK, n);
3685                 base += n;
3686                 size -= n;
3687                 n = PAGE_SIZE;
3688         }
3689         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3690 }
3691
3692 /*
3693  *      vfs_bio_clrbuf:
3694  *
3695  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
3696  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
3697  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
3698  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
3699  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
3700  *
3701  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
3702  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
3703  */
3704 void
3705 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
3706 {
3707         int i, j, mask;
3708         caddr_t sa, ea;
3709
3710         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
3711                 clrbuf(bp);
3712                 return;
3713         }
3714         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
3715         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
3716         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3717         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
3718             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
3719                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
3720                         goto unlock;
3721                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
3722                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[0]->object, MA_OWNED);
3723                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
3724                         goto unlock;
3725                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
3726                         bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
3727                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
3728                         goto unlock;
3729                 }
3730         }
3731         ea = sa = bp->b_data;
3732         for(i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = ea) {
3733                 ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
3734                 ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
3735                     (u_long)(vm_offset_t)ea,
3736                     (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
3737                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
3738                         continue;
3739                 j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
3740                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
3741                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[i]->object, MA_OWNED);
3742                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
3743                         continue;
3744                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
3745                         bzero(sa, ea - sa);
3746                 else {
3747                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
3748                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0)
3749                                         bzero(sa, DEV_BSIZE);
3750                         }
3751                 }
3752                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
3753         }
3754 unlock:
3755         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3756         bp->b_resid = 0;
3757 }
3758
3759 /*
3760  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
3761  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
3762  * not associated with a file object.
3763  */
3764 static void
3765 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3766 {
3767         vm_offset_t pg;
3768         vm_page_t p;
3769         int index;
3770
3771         to = round_page(to);
3772         from = round_page(from);
3773         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3774
3775         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3776 tryagain:
3777                 /*
3778                  * note: must allocate system pages since blocking here
3779                  * could interfere with paging I/O, no matter which
3780                  * process we are.
3781                  */
3782                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
3783                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
3784                 if (p == NULL) {
3785                         VM_WAIT;
3786                         goto tryagain;
3787                 }
3788                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
3789                 bp->b_pages[index] = p;
3790         }
3791         bp->b_npages = index;
3792 }
3793
3794 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
3795 static void
3796 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
3797 {
3798         vm_offset_t from;
3799         vm_page_t p;
3800         int index, newnpages;
3801
3802         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
3803         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3804         if (bp->b_npages > newnpages)
3805                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
3806         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
3807                 p = bp->b_pages[index];
3808                 bp->b_pages[index] = NULL;
3809                 if (p->busy != 0)
3810                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
3811                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
3812                 p->wire_count--;
3813                 vm_page_free(p);
3814                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
3815         }
3816         bp->b_npages = newnpages;
3817 }
3818
3819 /*
3820  * Map an IO request into kernel virtual address space.
3821  *
3822  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
3823  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
3824  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
3825  *
3826  * Note that even if the caller determines that the address space should
3827  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
3828  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
3829  * check the return value.
3830  */
3831 int
3832 vmapbuf(struct buf *bp)
3833 {
3834         caddr_t kva;
3835         vm_prot_t prot;
3836         int pidx;
3837
3838         if (bp->b_bufsize < 0)
3839                 return (-1);
3840         prot = VM_PROT_READ;
3841         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3842                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
3843         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
3844             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
3845             btoc(MAXPHYS))) < 0)
3846                 return (-1);
3847         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
3848         
3849         kva = bp->b_saveaddr;
3850         bp->b_npages = pidx;
3851         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
3852         bp->b_data = kva + (((vm_offset_t) bp->b_data) & PAGE_MASK);
3853         return(0);
3854 }
3855
3856 /*
3857  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
3858  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
3859  */
3860 void
3861 vunmapbuf(struct buf *bp)
3862 {
3863         int npages;
3864
3865         npages = bp->b_npages;
3866         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
3867         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
3868         
3869         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3870 }
3871
3872 void
3873 bdone(struct buf *bp)
3874 {
3875         struct mtx *mtxp;
3876
3877         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3878         mtx_lock(mtxp);
3879         bp->b_flags |= B_DONE;
3880         wakeup(bp);
3881         mtx_unlock(mtxp);
3882 }
3883
3884 void
3885 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
3886 {
3887         struct mtx *mtxp;
3888
3889         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3890         mtx_lock(mtxp);
3891         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
3892                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
3893         mtx_unlock(mtxp);
3894 }
3895
3896 int
3897 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
3898 {
3899
3900         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
3901 }
3902
3903 void
3904 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
3905 {
3906         int i = 0;
3907         struct vnode *vp;
3908
3909         vp = bp->b_vp;
3910         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
3911         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
3912             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
3913         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
3914         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
3915 }
3916
3917 void
3918 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
3919 {
3920
3921         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3922         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3923         bo->bo_numoutput++;
3924 }
3925
3926 void
3927 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
3928 {
3929
3930         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3931         BO_LOCK(bo);
3932         bo->bo_numoutput++;
3933         BO_UNLOCK(bo);
3934 }
3935
3936 void
3937 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
3938 {
3939
3940         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
3941         BO_LOCK(bo);
3942         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
3943         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
3944                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
3945                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
3946         }
3947         BO_UNLOCK(bo);
3948 }
3949
3950 int
3951 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
3952 {
3953         int error;
3954
3955         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
3956         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3957         error = 0;
3958         while (bo->bo_numoutput) {
3959                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
3960                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_MTX(bo),
3961                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
3962                 if (error)
3963                         break;
3964         }
3965         return (error);
3966 }
3967
3968 void
3969 bpin(struct buf *bp)
3970 {
3971         struct mtx *mtxp;
3972
3973         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3974         mtx_lock(mtxp);
3975         bp->b_pin_count++;
3976         mtx_unlock(mtxp);
3977 }
3978
3979 void
3980 bunpin(struct buf *bp)
3981 {
3982         struct mtx *mtxp;
3983
3984         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3985         mtx_lock(mtxp);
3986         if (--bp->b_pin_count == 0)
3987                 wakeup(bp);
3988         mtx_unlock(mtxp);
3989 }
3990
3991 void
3992 bunpin_wait(struct buf *bp)
3993 {
3994         struct mtx *mtxp;
3995
3996         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3997         mtx_lock(mtxp);
3998         while (bp->b_pin_count > 0)
3999                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4000         mtx_unlock(mtxp);
4001 }
4002
4003 #include "opt_ddb.h"
4004 #ifdef DDB
4005 #include <ddb/ddb.h>
4006
4007 /* DDB command to show buffer data */
4008 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4009 {
4010         /* get args */
4011         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4012
4013         if (!have_addr) {
4014                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4015                 return;
4016         }
4017
4018         db_printf("buf at %p\n", bp);
4019         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4020             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4021             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4022         db_printf(
4023             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4024             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4025             "b_dep = %p\n",
4026             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4027             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4028             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4029         if (bp->b_npages) {
4030                 int i;
4031                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4032                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4033                         vm_page_t m;
4034                         m = bp->b_pages[i];
4035                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4036                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4037                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4038                                 db_printf(",");
4039                 }
4040                 db_printf("\n");
4041         }
4042         db_printf(" ");
4043         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4044 }
4045
4046 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4047 {
4048         struct buf *bp;
4049         int i;
4050
4051         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4052                 bp = &buf[i];
4053                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4054                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4055                         db_printf("\n");
4056                 }
4057         }
4058 }
4059
4060 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4061 {
4062         struct vnode *vp;
4063         struct buf *bp;
4064
4065         if (!have_addr) {
4066                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4067                 return;
4068         }
4069         vp = (struct vnode *)addr;
4070         db_printf("Clean buffers:\n");
4071         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4072                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4073                 db_printf("\n");
4074         }
4075         db_printf("Dirty buffers:\n");
4076         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4077                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4078                 db_printf("\n");
4079         }
4080 }
4081
4082 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4083 {
4084         struct buf *bp;
4085         int i, used = 0, nfree = 0;
4086
4087         if (have_addr) {
4088                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4089                 return;
4090         }
4091
4092         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4093                 bp = &buf[i];
4094                 if ((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0)
4095                         nfree++;
4096                 else
4097                         used++;
4098         }
4099
4100         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4101             nfree + used);
4102         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4103 }
4104 #endif /* DDB */