]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
MFV: nc(1) from OpenBSD 4.8.
[FreeBSD/FreeBSD.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 MB 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 MB 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, 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 (8K) 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 /*
787  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
788  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
789  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
790  * getblk() ).  This is really just a special case of breadn().
791  */
792 int
793 bread(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, struct ucred * cred,
794     struct buf **bpp)
795 {
796
797         return (breadn(vp, blkno, size, 0, 0, 0, cred, bpp));
798 }
799
800 /*
801  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
802  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
803  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
804  */
805 void
806 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
807     int cnt, struct ucred * cred)
808 {
809         struct buf *rabp;
810         int i;
811
812         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
813                 if (inmem(vp, *rablkno))
814                         continue;
815                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
816
817                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
818                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
819                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
820                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
821                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
822                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
823                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
824                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
825                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
826                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
827                         BUF_KERNPROC(rabp);
828                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
829                         bstrategy(rabp);
830                 } else {
831                         brelse(rabp);
832                 }
833         }
834 }
835
836 /*
837  * Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
838  * read-ahead blocks.
839  */
840 int
841 breadn(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size,
842     daddr_t * rablkno, int *rabsize,
843     int cnt, struct ucred * cred, struct buf **bpp)
844 {
845         struct buf *bp;
846         int rv = 0, readwait = 0;
847
848         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
849         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, 0);
850
851         /* if not found in cache, do some I/O */
852         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
853                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
854                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
855                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
856                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
857                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
858                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
859                         bp->b_rcred = crhold(cred);
860                 vfs_busy_pages(bp, 0);
861                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
862                 bstrategy(bp);
863                 ++readwait;
864         }
865
866         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
867
868         if (readwait) {
869                 rv = bufwait(bp);
870         }
871         return (rv);
872 }
873
874 /*
875  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
876  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
877  * is invalid.
878  *
879  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
880  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
881  * now so we set it generally.  This could be set either here 
882  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
883  * here.
884  */
885 int
886 bufwrite(struct buf *bp)
887 {
888         int oldflags;
889         struct vnode *vp;
890         int vp_md;
891
892         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
893         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
894                 brelse(bp);
895                 return (0);
896         }
897
898         oldflags = bp->b_flags;
899
900         BUF_ASSERT_HELD(bp);
901
902         if (bp->b_pin_count > 0)
903                 bunpin_wait(bp);
904
905         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
906             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
907
908         vp = bp->b_vp;
909         if (vp)
910                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
911         else
912                 vp_md = 0;
913
914         /* Mark the buffer clean */
915         bundirty(bp);
916
917         bp->b_flags &= ~B_DONE;
918         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
919         bp->b_flags |= B_CACHE;
920         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
921
922         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
923         vfs_busy_pages(bp, 1);
924
925         /*
926          * Normal bwrites pipeline writes
927          */
928         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
929         atomic_add_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
930
931         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
932                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
933         if (oldflags & B_ASYNC)
934                 BUF_KERNPROC(bp);
935         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
936         bstrategy(bp);
937
938         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
939                 int rtval = bufwait(bp);
940                 brelse(bp);
941                 return (rtval);
942         } else {
943                 /*
944                  * don't allow the async write to saturate the I/O
945                  * system.  We will not deadlock here because
946                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
947                  * to complete. We do not block here if it is the update
948                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
949                  * to deadlock.
950                  */
951                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
952                         waitrunningbufspace();
953         }
954
955         return (0);
956 }
957
958 void
959 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
960 {
961         struct buf *nbp;
962
963         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
964                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
965                 altbufferflushes++;
966         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
967                 BO_LOCK(bo);
968                 /*
969                  * Try to find a buffer to flush.
970                  */
971                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
972                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
973                             BUF_LOCK(nbp,
974                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
975                                 continue;
976                         if (bp == nbp)
977                                 panic("bdwrite: found ourselves");
978                         BO_UNLOCK(bo);
979                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
980                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
981                                 BO_LOCK(bo);
982                                 BUF_UNLOCK(nbp);
983                                 continue;
984                         }
985                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
986                                 vfs_bio_awrite(nbp);
987                         } else {
988                                 bremfree(nbp);
989                                 bawrite(nbp);
990                         }
991                         dirtybufferflushes++;
992                         break;
993                 }
994                 if (nbp == NULL)
995                         BO_UNLOCK(bo);
996         }
997 }
998
999 /*
1000  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1001  * anything if the buffer is marked invalid.
1002  *
1003  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1004  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1005  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1006  * out synchronously.
1007  */
1008 void
1009 bdwrite(struct buf *bp)
1010 {
1011         struct thread *td = curthread;
1012         struct vnode *vp;
1013         struct bufobj *bo;
1014
1015         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1016         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1017         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1018
1019         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1020                 brelse(bp);
1021                 return;
1022         }
1023
1024         /*
1025          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1026          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1027          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1028          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1029          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1030          */
1031         vp = bp->b_vp;
1032         bo = bp->b_bufobj;
1033         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1034                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1035                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1036                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1037         } else
1038                 recursiveflushes++;
1039
1040         bdirty(bp);
1041         /*
1042          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1043          * true even of NFS now.
1044          */
1045         bp->b_flags |= B_CACHE;
1046
1047         /*
1048          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1049          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1050          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1051          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1052          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1053          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1054          * the bmap then...  So, this is important to do.
1055          */
1056         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1057                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1058         }
1059
1060         /*
1061          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1062          * pages.
1063          *
1064          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1065          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1066          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1067          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1068          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1069          * or perhaps the cluster will be completed.
1070          */
1071         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1072         bqrelse(bp);
1073
1074         /*
1075          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have a lot of dirty
1076          * buffers (midpoint between our recovery point and our stall
1077          * point).
1078          */
1079         bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1080
1081         /*
1082          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1083          * due to the softdep code.
1084          */
1085 }
1086
1087 /*
1088  *      bdirty:
1089  *
1090  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1091  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1092  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1093  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1094  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1095  *
1096  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1097  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1098  *      should only be called if the buffer is known-good.
1099  *
1100  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1101  *      count.
1102  *
1103  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1104  */
1105 void
1106 bdirty(struct buf *bp)
1107 {
1108
1109         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1110             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1111         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1112         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1113             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1114         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1115         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1116         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1117
1118         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1119                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1120                 reassignbuf(bp);
1121                 atomic_add_int(&numdirtybuffers, 1);
1122                 bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1123         }
1124 }
1125
1126 /*
1127  *      bundirty:
1128  *
1129  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1130  *
1131  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1132  *      count.
1133  *      
1134  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1135  */
1136
1137 void
1138 bundirty(struct buf *bp)
1139 {
1140
1141         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1142         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1143         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1144             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1145         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1146
1147         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1148                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1149                 reassignbuf(bp);
1150                 atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1151                 numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1152         }
1153         /*
1154          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1155          */
1156         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1157 }
1158
1159 /*
1160  *      bawrite:
1161  *
1162  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1163  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1164  *
1165  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1166  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1167  */
1168 void
1169 bawrite(struct buf *bp)
1170 {
1171
1172         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1173         (void) bwrite(bp);
1174 }
1175
1176 /*
1177  *      bwillwrite:
1178  *
1179  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1180  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1181  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1182  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1183  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1184  */
1185
1186 void
1187 bwillwrite(void)
1188 {
1189
1190         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1191                 mtx_lock(&nblock);
1192                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1193                         bd_wakeup(1);
1194                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
1195                         msleep(&needsbuffer, &nblock,
1196                             (PRIBIO + 4), "flswai", 0);
1197                 }
1198                 mtx_unlock(&nblock);
1199         }
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Return true if we have too many dirty buffers.
1204  */
1205 int
1206 buf_dirty_count_severe(void)
1207 {
1208
1209         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1210 }
1211
1212 static __noinline int
1213 buf_vm_page_count_severe(void)
1214 {
1215
1216         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, buf_pressure, return 1);
1217
1218         return vm_page_count_severe();
1219 }
1220
1221 /*
1222  *      brelse:
1223  *
1224  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1225  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1226  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1227  */
1228 void
1229 brelse(struct buf *bp)
1230 {
1231         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1232             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1233         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1234             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1235
1236         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1237                 bqrelse(bp);
1238                 return;
1239         }
1240
1241         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1242             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1243                 /*
1244                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1245                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1246                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1247                  * is futile.
1248                  */
1249                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1250                 bdirty(bp);
1251         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1252             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1253                 /*
1254                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1255                  * cache the buffer.
1256                  */
1257                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1258                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1259                         buf_deallocate(bp);
1260                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1261                         atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1262                         numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1263                 }
1264                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1265                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1266                         if (bp->b_bufsize)
1267                                 allocbuf(bp, 0);
1268                         if (bp->b_vp)
1269                                 brelvp(bp);
1270                 }
1271         }
1272
1273         /*
1274          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1275          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1276          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1277          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1278          * 
1279          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1280          * if B_DELWRI is set.
1281          *
1282          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1283          * on pages to return pages to the VM page queues.
1284          */
1285         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1286                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1287         else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1288                 /*
1289                  * The locking of the BO_LOCK is not necessary since
1290                  * BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1291                  * lock, it can only be cleared if it is already
1292                  * pending.
1293                  */
1294                 if (bp->b_vp) {
1295                         if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1296                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
1297                 } else
1298                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1299         }
1300
1301         /*
1302          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1303          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1304          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1305          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1306          *
1307          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1308          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1309          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1310          *
1311          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1312          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1313          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1314          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1315          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1316          * background write.
1317          */
1318         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1319             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1320                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1321                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1322                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1323             ) {
1324
1325                 int i, j, resid;
1326                 vm_page_t m;
1327                 off_t foff;
1328                 vm_pindex_t poff;
1329                 vm_object_t obj;
1330
1331                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1332
1333                 /*
1334                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1335                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1336                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1337                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1338                  *
1339                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1340                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1341                  * m->dirty, etc...). 
1342                  *
1343                  * See man buf(9) for more information
1344                  */
1345                 resid = bp->b_bufsize;
1346                 foff = bp->b_offset;
1347                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
1348                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1349                         int had_bogus = 0;
1350
1351                         m = bp->b_pages[i];
1352
1353                         /*
1354                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1355                          * now.
1356                          */
1357                         if (m == bogus_page) {
1358                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1359                                 had_bogus = 1;
1360
1361                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1362                                         vm_page_t mtmp;
1363                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1364                                         if (mtmp == bogus_page) {
1365                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1366                                                 if (!mtmp) {
1367                                                         panic("brelse: page missing\n");
1368                                                 }
1369                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1370                                         }
1371                                 }
1372
1373                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1374                                         pmap_qenter(
1375                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1376                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1377                                 }
1378                                 m = bp->b_pages[i];
1379                         }
1380                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1381                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR &&
1382                              bp->b_iocmd == BIO_READ)) {
1383                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1384                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1385                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1386
1387                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1388                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1389                                 if (had_bogus)
1390                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1391                         }
1392                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1393                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1394                 }
1395                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
1396                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1397                         vfs_vmio_release(bp);
1398
1399         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1400
1401                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1402                         vfs_vmio_release(bp);
1403                 }
1404
1405         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1406                 if (bp->b_bufsize != 0)
1407                         allocbuf(bp, 0);
1408                 if (bp->b_vp != NULL)
1409                         brelvp(bp);
1410         }
1411                         
1412         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1413                 /* do not release to free list */
1414                 BUF_UNLOCK(bp);
1415                 return;
1416         }
1417
1418         /* enqueue */
1419         mtx_lock(&bqlock);
1420         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1421         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1422                 struct bufobj *bo;
1423
1424                 bo = bp->b_bufobj;
1425                 if (bo != NULL)
1426                         BO_LOCK(bo);
1427                 bremfreel(bp);
1428                 if (bo != NULL)
1429                         BO_UNLOCK(bo);
1430         }
1431         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1432                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1433
1434         /*
1435          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1436          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1437          * doesn't find it.
1438          */
1439         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1440             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1441                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1442         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1443                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1444                         bundirty(bp);
1445                 if (bp->b_vp)
1446                         brelvp(bp);
1447         }
1448
1449         /* buffers with no memory */
1450         if (bp->b_bufsize == 0) {
1451                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1452                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1453                         panic("losing buffer 1");
1454                 if (bp->b_kvasize) {
1455                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1456                 } else {
1457                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1458                 }
1459                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1460         /* buffers with junk contents */
1461         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1462             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1463                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1464                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1465                         panic("losing buffer 2");
1466                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1467                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1468         /* remaining buffers */
1469         } else {
1470                 if ((bp->b_flags & (B_DELWRI|B_NEEDSGIANT)) ==
1471                     (B_DELWRI|B_NEEDSGIANT))
1472                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY_GIANT;
1473                 else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1474                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1475                 else
1476                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1477                 if (bp->b_flags & B_AGE)
1478                         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1479                 else
1480                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1481         }
1482         mtx_unlock(&bqlock);
1483
1484         /*
1485          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1486          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1487          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1488          * if B_INVAL is set ).
1489          */
1490
1491         if (!(bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1492                 struct bufobj *bo;
1493
1494                 bo = bp->b_bufobj;
1495                 if (bo != NULL)
1496                         BO_LOCK(bo);
1497                 bufcountwakeup(bp);
1498                 if (bo != NULL)
1499                         BO_UNLOCK(bo);
1500         }
1501
1502         /*
1503          * Something we can maybe free or reuse
1504          */
1505         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1506                 bufspacewakeup();
1507
1508         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1509         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1510                 panic("brelse: not dirty");
1511         /* unlock */
1512         BUF_UNLOCK(bp);
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1517  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1518  *
1519  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1520  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1521  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1522  * again soon.
1523  *
1524  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1525  */
1526 void
1527 bqrelse(struct buf *bp)
1528 {
1529         struct bufobj *bo;
1530
1531         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1532         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1533             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1534
1535         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1536                 /* do not release to free list */
1537                 BUF_UNLOCK(bp);
1538                 return;
1539         }
1540
1541         bo = bp->b_bufobj;
1542         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1543                 if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1544                         mtx_lock(&bqlock);
1545                         if (bo != NULL)
1546                                 BO_LOCK(bo);
1547                         bremfreel(bp);
1548                         if (bo != NULL)
1549                                 BO_UNLOCK(bo);
1550                         mtx_unlock(&bqlock);
1551                 }
1552                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1553                 BUF_UNLOCK(bp);
1554                 return;
1555         }
1556
1557         mtx_lock(&bqlock);
1558         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1559         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1560                 if (bo != NULL)
1561                         BO_LOCK(bo);
1562                 bremfreel(bp);
1563                 if (bo != NULL)
1564                         BO_UNLOCK(bo);
1565         }
1566         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1567                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1568         /* buffers with stale but valid contents */
1569         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1570                 if (bp->b_flags & B_NEEDSGIANT)
1571                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY_GIANT;
1572                 else
1573                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1574                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1575         } else {
1576                 /*
1577                  * The locking of the BO_LOCK for checking of the
1578                  * BV_BKGRDINPROG is not necessary since the
1579                  * BV_BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1580                  * lock, it can only be cleared if it is already
1581                  * pending.
1582                  */
1583                 if (!buf_vm_page_count_severe() || (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)) {
1584                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1585                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp,
1586                             b_freelist);
1587                 } else {
1588                         /*
1589                          * We are too low on memory, we have to try to free
1590                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1591                          * making up its backing store) *now*.
1592                          */
1593                         mtx_unlock(&bqlock);
1594                         brelse(bp);
1595                         return;
1596                 }
1597         }
1598         mtx_unlock(&bqlock);
1599
1600         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1601                 if (bo != NULL)
1602                         BO_LOCK(bo);
1603                 bufcountwakeup(bp);
1604                 if (bo != NULL)
1605                         BO_UNLOCK(bo);
1606         }
1607
1608         /*
1609          * Something we can maybe free or reuse.
1610          */
1611         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1612                 bufspacewakeup();
1613
1614         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1615         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1616                 panic("bqrelse: not dirty");
1617         /* unlock */
1618         BUF_UNLOCK(bp);
1619 }
1620
1621 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1622 static void
1623 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1624 {
1625         int i;
1626         vm_page_t m;
1627
1628         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1629         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1630                 m = bp->b_pages[i];
1631                 bp->b_pages[i] = NULL;
1632                 /*
1633                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1634                  * everything on the inactive queue.
1635                  */
1636                 vm_page_lock(m);
1637                 vm_page_unwire(m, 0);
1638                 /*
1639                  * We don't mess with busy pages, it is
1640                  * the responsibility of the process that
1641                  * busied the pages to deal with them.
1642                  */
1643                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 && m->busy == 0 &&
1644                     m->wire_count == 0) {
1645                         /*
1646                          * Might as well free the page if we can and it has
1647                          * no valid data.  We also free the page if the
1648                          * buffer was used for direct I/O
1649                          */
1650                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid &&
1651                             m->hold_count == 0) {
1652                                 vm_page_free(m);
1653                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1654                                 vm_page_try_to_free(m);
1655                         } else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1656                                 vm_page_try_to_cache(m);
1657                         }
1658                 }
1659                 vm_page_unlock(m);
1660         }
1661         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1662         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data), bp->b_npages);
1663         
1664         if (bp->b_bufsize) {
1665                 bufspacewakeup();
1666                 bp->b_bufsize = 0;
1667         }
1668         bp->b_npages = 0;
1669         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1670         if (bp->b_vp)
1671                 brelvp(bp);
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1676  * write.
1677  */
1678 static int
1679 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1680 {
1681         struct buf *bpa;
1682         int match;
1683
1684         match = 0;
1685
1686         /* If the buf isn't in core skip it */
1687         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1688                 return (0);
1689
1690         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1691         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1692                 return (0);
1693
1694         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1695         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1696             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1697                 goto done;
1698
1699         if (bpa->b_bufsize != size)
1700                 goto done;
1701
1702         /*
1703          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1704          * block has been mapped.
1705          */
1706         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1707                 match = 1;
1708 done:
1709         BUF_UNLOCK(bpa);
1710         return (match);
1711 }
1712
1713 /*
1714  *      vfs_bio_awrite:
1715  *
1716  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1717  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1718  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1719  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1720  */
1721 int
1722 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1723 {
1724         struct bufobj *bo;
1725         int i;
1726         int j;
1727         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1728         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1729         int ncl;
1730         int nwritten;
1731         int size;
1732         int maxcl;
1733
1734         bo = &vp->v_bufobj;
1735         /*
1736          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1737          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1738          * rather then at the beginning.
1739          */
1740         if ((vp->v_type == VREG) && 
1741             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1742             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1743
1744                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1745                 maxcl = MAXPHYS / size;
1746
1747                 BO_LOCK(bo);
1748                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
1749                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
1750                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1751                                 break;
1752
1753                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
1754                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
1755                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1756                                 break;
1757                 BO_UNLOCK(bo);
1758                 --j;
1759                 ncl = i + j;
1760                 /*
1761                  * this is a possible cluster write
1762                  */
1763                 if (ncl != 1) {
1764                         BUF_UNLOCK(bp);
1765                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl);
1766                         return nwritten;
1767                 }
1768         }
1769         bremfree(bp);
1770         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1771         /*
1772          * default (old) behavior, writing out only one block
1773          *
1774          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1775          */
1776         nwritten = bp->b_bufsize;
1777         (void) bwrite(bp);
1778
1779         return nwritten;
1780 }
1781
1782 /*
1783  *      getnewbuf:
1784  *
1785  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1786  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1787  *
1788  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1789  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1790  *
1791  *      We block if:
1792  *              We have insufficient buffer headers
1793  *              We have insufficient buffer space
1794  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1795  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1796  *
1797  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1798  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1799  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1800  */
1801
1802 static struct buf *
1803 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
1804     int gbflags)
1805 {
1806         struct thread *td;
1807         struct buf *bp;
1808         struct buf *nbp;
1809         int defrag = 0;
1810         int nqindex;
1811         static int flushingbufs;
1812
1813         td = curthread;
1814         /*
1815          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1816          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1817          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1818          * async I/O rather then sync I/O.
1819          */
1820         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
1821         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
1822 restart:
1823         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
1824
1825         /*
1826          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1827          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1828          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1829          * dip into our reserves.
1830          *
1831          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1832          *
1833          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1834          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1835          * where we cannot backup.
1836          */
1837         mtx_lock(&bqlock);
1838         nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1839         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
1840
1841         if (nbp == NULL) {
1842                 /*
1843                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1844                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1845                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1846                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1847                  */
1848                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1849                         nqindex = QUEUE_CLEAN;
1850                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
1851                 }
1852
1853                 /*
1854                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1855                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1856                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1857                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1858                  */
1859                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1860                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1861                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
1862                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
1863                 }
1864         }
1865
1866         /*
1867          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1868          * depending.
1869          */
1870
1871         while ((bp = nbp) != NULL) {
1872                 int qindex = nqindex;
1873
1874                 /*
1875                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1876                  * or do other fancy things ).
1877                  */
1878                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
1879                         switch(qindex) {
1880                         case QUEUE_EMPTY:
1881                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1882                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA])))
1883                                         break;
1884                                 /* FALLTHROUGH */
1885                         case QUEUE_EMPTYKVA:
1886                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
1887                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])))
1888                                         break;
1889                                 /* FALLTHROUGH */
1890                         case QUEUE_CLEAN:
1891                                 /*
1892                                  * nbp is NULL. 
1893                                  */
1894                                 break;
1895                         }
1896                 }
1897                 /*
1898                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1899                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
1900                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
1901                  * should also be non-zero at this point.  XXX
1902                  */
1903                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
1904                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
1905                         continue;
1906                 }
1907
1908                 /*
1909                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1910                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
1911                  */
1912                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1913                         continue;
1914                 if (bp->b_vp) {
1915                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1916                         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
1917                                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1918                                 BUF_UNLOCK(bp);
1919                                 continue;
1920                         }
1921                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1922                 }
1923                 CTR6(KTR_BUF,
1924                     "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
1925                     "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1926                     bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
1927
1928                 /*
1929                  * Sanity Checks
1930                  */
1931                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistant queue %d bp %p", qindex, bp));
1932
1933                 /*
1934                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1935                  * buffers.
1936                  */
1937
1938                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1939
1940                 if (bp->b_bufobj != NULL)
1941                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1942                 bremfreel(bp);
1943                 if (bp->b_bufobj != NULL)
1944                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1945                 mtx_unlock(&bqlock);
1946
1947                 if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1948                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1949                                 bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1950                                 vfs_vmio_release(bp);
1951                         }
1952                         if (bp->b_vp)
1953                                 brelvp(bp);
1954                 }
1955
1956                 /*
1957                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1958                  * the scan from this point on.
1959                  *
1960                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
1961                  * valid after this operation.
1962                  */
1963
1964                 if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1965                         crfree(bp->b_rcred);
1966                         bp->b_rcred = NOCRED;
1967                 }
1968                 if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1969                         crfree(bp->b_wcred);
1970                         bp->b_wcred = NOCRED;
1971                 }
1972                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1973                         buf_deallocate(bp);
1974                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1975                         panic("losing buffer 3");
1976                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1977                     ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
1978                     bp, bp->b_vp, qindex));
1979                 KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1980                    ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X",
1981                     bp, bp->b_xflags));
1982
1983                 if (bp->b_bufsize)
1984                         allocbuf(bp, 0);
1985
1986                 bp->b_flags = 0;
1987                 bp->b_ioflags = 0;
1988                 bp->b_xflags = 0;
1989                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) == 0,
1990                     ("buf %p still counted as free?", bp));
1991                 bp->b_vflags = 0;
1992                 bp->b_vp = NULL;
1993                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1994                 bp->b_offset = NOOFFSET;
1995                 bp->b_iodone = 0;
1996                 bp->b_error = 0;
1997                 bp->b_resid = 0;
1998                 bp->b_bcount = 0;
1999                 bp->b_npages = 0;
2000                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2001                 bp->b_bufobj = NULL;
2002                 bp->b_pin_count = 0;
2003                 bp->b_fsprivate1 = NULL;
2004                 bp->b_fsprivate2 = NULL;
2005                 bp->b_fsprivate3 = NULL;
2006
2007                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
2008
2009                 /*
2010                  * If we are defragging then free the buffer.
2011                  */
2012                 if (defrag) {
2013                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2014                         bfreekva(bp);
2015                         brelse(bp);
2016                         defrag = 0;
2017                         goto restart;
2018                 }
2019
2020                 /*
2021                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2022                  * identity change by freeing the buffer.
2023                  */
2024                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2025                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2026                         bfreekva(bp);
2027                         brelse(bp);
2028                         goto restart;
2029                 }
2030
2031                 /*
2032                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2033                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2034                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2035                  */
2036                 if (bufspace >= hibufspace)
2037                         flushingbufs = 1;
2038                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2039                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2040                         bfreekva(bp);
2041                         brelse(bp);
2042                         goto restart;
2043                 }
2044                 if (bufspace < lobufspace)
2045                         flushingbufs = 0;
2046                 break;
2047         }
2048
2049         /*
2050          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2051          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2052          *
2053          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2054          */
2055
2056         if (bp == NULL) {
2057                 int flags, norunbuf;
2058                 char *waitmsg;
2059                 int fl;
2060
2061                 if (defrag) {
2062                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2063                         waitmsg = "nbufkv";
2064                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
2065                         waitmsg = "nbufbs";
2066                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2067                 } else {
2068                         waitmsg = "newbuf";
2069                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2070                 }
2071                 mtx_lock(&nblock);
2072                 needsbuffer |= flags;
2073                 mtx_unlock(&nblock);
2074                 mtx_unlock(&bqlock);
2075
2076                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2077                 if (gbflags & GB_NOWAIT_BD)
2078                         return (NULL);
2079
2080                 mtx_lock(&nblock);
2081                 while (needsbuffer & flags) {
2082                         if (vp != NULL && (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2083                                 mtx_unlock(&nblock);
2084                                 /*
2085                                  * getblk() is called with a vnode
2086                                  * locked, and some majority of the
2087                                  * dirty buffers may as well belong to
2088                                  * the vnode. Flushing the buffers
2089                                  * there would make a progress that
2090                                  * cannot be achieved by the
2091                                  * buf_daemon, that cannot lock the
2092                                  * vnode.
2093                                  */
2094                                 norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2095                                     (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2096                                 /* play bufdaemon */
2097                                 td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2098                                 fl = buf_do_flush(vp);
2099                                 td->td_pflags &= norunbuf;
2100                                 mtx_lock(&nblock);
2101                                 if (fl != 0)
2102                                         continue;
2103                                 if ((needsbuffer & flags) == 0)
2104                                         break;
2105                         }
2106                         if (msleep(&needsbuffer, &nblock,
2107                             (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo)) {
2108                                 mtx_unlock(&nblock);
2109                                 return (NULL);
2110                         }
2111                 }
2112                 mtx_unlock(&nblock);
2113         } else {
2114                 /*
2115                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2116                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2117                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2118                  * BKVASIZE chunks.
2119                  */
2120                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2121
2122                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
2123                         vm_offset_t addr = 0;
2124
2125                         bfreekva(bp);
2126
2127                         vm_map_lock(buffer_map);
2128                         if (vm_map_findspace(buffer_map,
2129                                 vm_map_min(buffer_map), maxsize, &addr)) {
2130                                 /*
2131                                  * Uh oh.  Buffer map is to fragmented.  We
2132                                  * must defragment the map.
2133                                  */
2134                                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
2135                                 vm_map_unlock(buffer_map);
2136                                 defrag = 1;
2137                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2138                                 brelse(bp);
2139                                 goto restart;
2140                         }
2141                         if (addr) {
2142                                 vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0,
2143                                         addr, addr + maxsize,
2144                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
2145
2146                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
2147                                 bp->b_kvasize = maxsize;
2148                                 atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2149                                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2150                         }
2151                         vm_map_unlock(buffer_map);
2152                 }
2153                 bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2154                 bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2155         }
2156         return(bp);
2157 }
2158
2159 /*
2160  *      buf_daemon:
2161  *
2162  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2163  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2164  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2165  */
2166
2167 static struct kproc_desc buf_kp = {
2168         "bufdaemon",
2169         buf_daemon,
2170         &bufdaemonproc
2171 };
2172 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2173
2174 static int
2175 buf_do_flush(struct vnode *vp)
2176 {
2177         int flushed;
2178
2179         flushed = flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 0);
2180         /* The list empty check here is slightly racy */
2181         if (!TAILQ_EMPTY(&bufqueues[QUEUE_DIRTY_GIANT])) {
2182                 mtx_lock(&Giant);
2183                 flushed += flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY_GIANT, 0);
2184                 mtx_unlock(&Giant);
2185         }
2186         if (flushed == 0) {
2187                 /*
2188                  * Could not find any buffers without rollback
2189                  * dependencies, so just write the first one
2190                  * in the hopes of eventually making progress.
2191                  */
2192                 flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 1);
2193                 if (!TAILQ_EMPTY(
2194                             &bufqueues[QUEUE_DIRTY_GIANT])) {
2195                         mtx_lock(&Giant);
2196                         flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY_GIANT, 1);
2197                         mtx_unlock(&Giant);
2198                 }
2199         }
2200         return (flushed);
2201 }
2202
2203 static void
2204 buf_daemon()
2205 {
2206         int lodirtysave;
2207
2208         /*
2209          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2210          */
2211         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2212             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2213
2214         /*
2215          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2216          */
2217         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2218         mtx_lock(&bdlock);
2219         for (;;) {
2220                 bd_request = 0;
2221                 mtx_unlock(&bdlock);
2222
2223                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2224                 lodirtysave = lodirtybuffers;
2225                 if (bd_speedupreq) {
2226                         lodirtybuffers = numdirtybuffers / 2;
2227                         bd_speedupreq = 0;
2228                 }
2229                 /*
2230                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2231                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2232                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2233                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2234                  */
2235                 while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
2236                         if (buf_do_flush(NULL) == 0)
2237                                 break;
2238                         uio_yield();
2239                 }
2240                 lodirtybuffers = lodirtysave;
2241
2242                 /*
2243                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2244                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2245                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2246                  * built up, within reason.
2247                  *
2248                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2249                  * find any flushable buffers, we sleep half a second.
2250                  * Otherwise we loop immediately.
2251                  */
2252                 mtx_lock(&bdlock);
2253                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2254                         /*
2255                          * We reached our low water mark, reset the
2256                          * request and sleep until we are needed again.
2257                          * The sleep is just so the suspend code works.
2258                          */
2259                         bd_request = 0;
2260                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2261                 } else {
2262                         /*
2263                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2264                          * still have too many dirty buffers, we
2265                          * have to sleep and try again.  (rare)
2266                          */
2267                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2268                 }
2269         }
2270 }
2271
2272 /*
2273  *      flushbufqueues:
2274  *
2275  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2276  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2277  *      particularly sensitive to.
2278  */
2279 static int flushwithdeps = 0;
2280 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2281     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2282
2283 static int
2284 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int queue, int flushdeps)
2285 {
2286         struct buf *sentinel;
2287         struct vnode *vp;
2288         struct mount *mp;
2289         struct buf *bp;
2290         int hasdeps;
2291         int flushed;
2292         int target;
2293
2294         if (lvp == NULL) {
2295                 target = numdirtybuffers - lodirtybuffers;
2296                 if (flushdeps && target > 2)
2297                         target /= 2;
2298         } else
2299                 target = flushbufqtarget;
2300         flushed = 0;
2301         bp = NULL;
2302         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2303         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2304         mtx_lock(&bqlock);
2305         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2306         while (flushed != target) {
2307                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2308                 if (bp != NULL) {
2309                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2310                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2311                             b_freelist);
2312                 } else
2313                         break;
2314                 /*
2315                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2316                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2317                  */
2318                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL)
2319                         continue;
2320                 /*
2321                  * Only flush the buffers that belong to the
2322                  * vnode locked by the curthread.
2323                  */
2324                 if (lvp != NULL && bp->b_vp != lvp)
2325                         continue;
2326                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2327                         continue;
2328                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2329                         BUF_UNLOCK(bp);
2330                         continue;
2331                 }
2332                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2333                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2334                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2335                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2336                         BUF_UNLOCK(bp);
2337                         continue;
2338                 }
2339                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2340                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2341                         bremfreel(bp);
2342                         mtx_unlock(&bqlock);
2343                         brelse(bp);
2344                         flushed++;
2345                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2346                         mtx_lock(&bqlock);
2347                         continue;
2348                 }
2349
2350                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2351                         if (flushdeps == 0) {
2352                                 BUF_UNLOCK(bp);
2353                                 continue;
2354                         }
2355                         hasdeps = 1;
2356                 } else
2357                         hasdeps = 0;
2358                 /*
2359                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2360                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2361                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2362                  * system.
2363                  *
2364                  * The lock order here is the reverse of the normal
2365                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2366                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2367                  */
2368                 vp = bp->b_vp;
2369                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2370                         BUF_UNLOCK(bp);
2371                         continue;
2372                 }
2373                 if (vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT | LK_CANRECURSE) == 0) {
2374                         mtx_unlock(&bqlock);
2375                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2376                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2377                         if (curproc == bufdaemonproc)
2378                                 vfs_bio_awrite(bp);
2379                         else {
2380                                 bremfree(bp);
2381                                 bwrite(bp);
2382                                 notbufdflashes++;
2383                         }
2384                         vn_finished_write(mp);
2385                         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2386                         flushwithdeps += hasdeps;
2387                         flushed++;
2388
2389                         /*
2390                          * Sleeping on runningbufspace while holding
2391                          * vnode lock leads to deadlock.
2392                          */
2393                         if (curproc == bufdaemonproc)
2394                                 waitrunningbufspace();
2395                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2396                         mtx_lock(&bqlock);
2397                         continue;
2398                 }
2399                 vn_finished_write(mp);
2400                 BUF_UNLOCK(bp);
2401         }
2402         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2403         mtx_unlock(&bqlock);
2404         free(sentinel, M_TEMP);
2405         return (flushed);
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Check to see if a block is currently memory resident.
2410  */
2411 struct buf *
2412 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2413 {
2414         struct buf *bp;
2415
2416         BO_LOCK(bo);
2417         bp = gbincore(bo, blkno);
2418         BO_UNLOCK(bo);
2419         return (bp);
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Returns true if no I/O is needed to access the
2424  * associated VM object.  This is like incore except
2425  * it also hunts around in the VM system for the data.
2426  */
2427
2428 static int
2429 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2430 {
2431         vm_object_t obj;
2432         vm_offset_t toff, tinc, size;
2433         vm_page_t m;
2434         vm_ooffset_t off;
2435
2436         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2437
2438         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2439                 return 1;
2440         if (vp->v_mount == NULL)
2441                 return 0;
2442         obj = vp->v_object;
2443         if (obj == NULL)
2444                 return (0);
2445
2446         size = PAGE_SIZE;
2447         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2448                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2449         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2450
2451         VM_OBJECT_LOCK(obj);
2452         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2453                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2454                 if (!m)
2455                         goto notinmem;
2456                 tinc = size;
2457                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2458                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2459                 if (vm_page_is_valid(m,
2460                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2461                         goto notinmem;
2462         }
2463         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2464         return 1;
2465
2466 notinmem:
2467         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2468         return (0);
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2473  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
2474  * to the size of the buffer.
2475  *
2476  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2477  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2478  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2479  *
2480  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2481  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2482  */
2483 static void
2484 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
2485 {
2486         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
2487         vm_page_t m;
2488         int i;
2489
2490         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2491                 return;
2492
2493         foff = bp->b_offset;
2494         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2495             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
2496
2497         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2498         vfs_drain_busy_pages(bp);
2499         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2500         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2501                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2502                 eoff = noff;
2503                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2504                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2505                 m = bp->b_pages[i];
2506                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
2507                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2508                 foff = noff;
2509         }
2510         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2511 }
2512
2513 static void
2514 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2515 {
2516         vm_object_t object;
2517         int i;
2518
2519         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2520         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2521
2522         /*
2523          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2524          * object has been flushed yet.
2525          */
2526         if (object->flags & (OBJ_MIGHTBEDIRTY|OBJ_CLEANING)) {
2527                 vm_offset_t boffset;
2528                 vm_offset_t eoffset;
2529
2530                 /*
2531                  * test the pages to see if they have been modified directly
2532                  * by users through the VM system.
2533                  */
2534                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2535                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2536
2537                 /*
2538                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2539                  * (eoffset - boffset) bytes.
2540                  */
2541
2542                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2543                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2544                                 break;
2545                 }
2546                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2547
2548                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2549                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2550                                 break;
2551                         }
2552                 }
2553                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2554
2555                 /*
2556                  * Fit it to the buffer.
2557                  */
2558
2559                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2560                         eoffset = bp->b_bcount;
2561
2562                 /*
2563                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2564                  * dirty range.
2565                  */
2566
2567                 if (boffset < eoffset) {
2568                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2569                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2570                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2571                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2572                 }
2573         }
2574 }
2575
2576 /*
2577  *      getblk:
2578  *
2579  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2580  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
2581  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
2582  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
2583  *      READ.
2584  *
2585  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2586  *      an existing buffer.
2587  *
2588  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2589  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2590  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2591  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2592  *
2593  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2594  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2595  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2596  *      backing VM.
2597  *
2598  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2599  *      B_CACHE bit is clear.
2600  *      
2601  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2602  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2603  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2604  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2605  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2606  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2607  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2608  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2609  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
2610  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2611  */
2612 struct buf *
2613 getblk(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
2614     int flags)
2615 {
2616         struct buf *bp;
2617         struct bufobj *bo;
2618         int error;
2619
2620         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
2621         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
2622         if (size > MAXBSIZE)
2623                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
2624
2625         bo = &vp->v_bufobj;
2626 loop:
2627         /*
2628          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
2629          * to completely exhaust the buffer cache.
2630          *
2631          * If this check ever becomes a bottleneck it may be better to
2632          * move it into the else, when gbincore() fails.  At the moment
2633          * it isn't a problem.
2634          *
2635          * XXX remove if 0 sections (clean this up after its proven)
2636          */
2637         if (numfreebuffers == 0) {
2638                 if (TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
2639                         return NULL;
2640                 mtx_lock(&nblock);
2641                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
2642                 mtx_unlock(&nblock);
2643         }
2644
2645         BO_LOCK(bo);
2646         bp = gbincore(bo, blkno);
2647         if (bp != NULL) {
2648                 int lockflags;
2649                 /*
2650                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy, it must
2651                  * be on a queue.
2652                  */
2653                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
2654
2655                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
2656                         lockflags |= LK_NOWAIT;
2657
2658                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
2659                     BO_MTX(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
2660
2661                 /*
2662                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
2663                  * the buffer changed identities.
2664                  */
2665                 if (error == ENOLCK)
2666                         goto loop;
2667                 /* We timed out or were interrupted. */
2668                 else if (error)
2669                         return (NULL);
2670
2671                 /*
2672                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2673                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
2674                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
2675                  * backing VM cache.
2676                  */
2677                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2678                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2679                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
2680                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2681                 BO_LOCK(bo);
2682                 bremfree(bp);
2683                 BO_UNLOCK(bo);
2684
2685                 /*
2686                  * check for size inconsistancies for non-VMIO case.
2687                  */
2688
2689                 if (bp->b_bcount != size) {
2690                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
2691                             (size > bp->b_kvasize)) {
2692                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2693                                         /*
2694                                          * If buffer is pinned and caller does
2695                                          * not want sleep  waiting for it to be
2696                                          * unpinned, bail out
2697                                          * */
2698                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
2699                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
2700                                                         bqrelse(bp);
2701                                                         return (NULL);
2702                                                 } else {
2703                                                         bunpin_wait(bp);
2704                                                 }
2705                                         }
2706                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2707                                         bwrite(bp);
2708                                 } else {
2709                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2710                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2711                                                 brelse(bp);
2712                                         } else {
2713                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2714                                                 bwrite(bp);
2715                                         }
2716                                 }
2717                                 goto loop;
2718                         }
2719                 }
2720
2721                 /*
2722                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
2723                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
2724                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
2725                  * unchanged from its previous state.
2726                  */
2727
2728                 if (bp->b_bcount != size)
2729                         allocbuf(bp, size);
2730
2731                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
2732                     ("getblk: no buffer offset"));
2733
2734                 /*
2735                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2736                  * be committed before we can return the buffer in
2737                  * order to prevent the caller from issuing a read
2738                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2739                  * it.
2740                  *
2741                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2742                  * operate properly either because they assume they
2743                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2744                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2745                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2746                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2747                  * preventing further loops.
2748                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2749                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2750                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2751                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2752                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2753                  * after the write.
2754                  *
2755                  * We might be able to do something fancy, like setting
2756                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2757                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2758                  * confusing.  This is much easier.
2759                  */
2760
2761                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2762                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2763                         bwrite(bp);
2764                         goto loop;
2765                 }
2766                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2767         } else {
2768                 int bsize, maxsize, vmio;
2769                 off_t offset;
2770
2771                 /*
2772                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2773                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2774                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2775                  */
2776                 BO_UNLOCK(bo);
2777                 /*
2778                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
2779                  * here.
2780                  */
2781                 if (flags & GB_NOCREAT)
2782                         return NULL;
2783                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
2784                 offset = blkno * bsize;
2785                 vmio = vp->v_object != NULL;
2786                 maxsize = vmio ? size + (offset & PAGE_MASK) : size;
2787                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2788
2789                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
2790                 if (bp == NULL) {
2791                         if (slpflag || slptimeo)
2792                                 return NULL;
2793                         goto loop;
2794                 }
2795
2796                 /*
2797                  * This code is used to make sure that a buffer is not
2798                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
2799                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
2800                  * If the buffer is created out from under us, we have to
2801                  * throw away the one we just created.
2802                  *
2803                  * Note: this must occur before we associate the buffer
2804                  * with the vp especially considering limitations in
2805                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
2806                  * lblkno's.
2807                  */
2808                 BO_LOCK(bo);
2809                 if (gbincore(bo, blkno)) {
2810                         BO_UNLOCK(bo);
2811                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2812                         brelse(bp);
2813                         goto loop;
2814                 }
2815
2816                 /*
2817                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
2818                  * be found by incore.
2819                  */
2820                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
2821                 bp->b_offset = offset;
2822                 bgetvp(vp, bp);
2823                 BO_UNLOCK(bo);
2824
2825                 /*
2826                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
2827                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
2828                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
2829                  * backing store for validity.
2830                  */
2831
2832                 if (vmio) {
2833                         bp->b_flags |= B_VMIO;
2834 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2835                         if (vn_canvmio(vp) != TRUE)
2836                                 printf("getblk: VMIO on vnode type %d\n",
2837                                         vp->v_type);
2838 #endif
2839                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
2840                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
2841                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
2842                 } else {
2843                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
2844                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
2845                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
2846                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
2847                 }
2848
2849                 allocbuf(bp, size);
2850                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2851         }
2852         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
2853         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2854         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
2855             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
2856         return (bp);
2857 }
2858
2859 /*
2860  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
2861  * set to B_INVAL.
2862  */
2863 struct buf *
2864 geteblk(int size, int flags)
2865 {
2866         struct buf *bp;
2867         int maxsize;
2868
2869         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2870         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
2871                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
2872                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
2873                         return (NULL);
2874         }
2875         allocbuf(bp, size);
2876         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2877         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2878         return (bp);
2879 }
2880
2881
2882 /*
2883  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2884  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2885  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2886  * resize a buffer up or down.
2887  *
2888  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2889  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
2890  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
2891  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2892  *
2893  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2894  * B_CACHE for the non-VMIO case.
2895  */
2896
2897 int
2898 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2899 {
2900         int newbsize, mbsize;
2901         int i;
2902
2903         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2904
2905         if (bp->b_kvasize < size)
2906                 panic("allocbuf: buffer too small");
2907
2908         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2909                 caddr_t origbuf;
2910                 int origbufsize;
2911                 /*
2912                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
2913                  * mess with B_CACHE.
2914                  */
2915                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2916                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2917                         newbsize = mbsize;
2918                 else
2919                         newbsize = round_page(size);
2920
2921                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2922                         /*
2923                          * malloced buffers are not shrunk
2924                          */
2925                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2926                                 if (newbsize) {
2927                                         bp->b_bcount = size;
2928                                 } else {
2929                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
2930                                         if (bp->b_bufsize) {
2931                                                 atomic_subtract_long(
2932                                                     &bufmallocspace,
2933                                                     bp->b_bufsize);
2934                                                 bufspacewakeup();
2935                                                 bp->b_bufsize = 0;
2936                                         }
2937                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2938                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2939                                         bp->b_bcount = 0;
2940                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2941                                 }
2942                                 return 1;
2943                         }               
2944                         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
2945                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
2946                         /*
2947                          * We only use malloced memory on the first allocation.
2948                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
2949                          * grows.
2950                          */
2951                         /*
2952                          * There is a potential smp race here that could lead
2953                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
2954                          * is probably extremely rare and not worth worrying
2955                          * over.
2956                          */
2957                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
2958                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
2959                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
2960
2961                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
2962                                 bp->b_bufsize = mbsize;
2963                                 bp->b_bcount = size;
2964                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
2965                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
2966                                 return 1;
2967                         }
2968                         origbuf = NULL;
2969                         origbufsize = 0;
2970                         /*
2971                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
2972                          * then we revert to the page-allocation scheme.
2973                          */
2974                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2975                                 origbuf = bp->b_data;
2976                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
2977                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2978                                 if (bp->b_bufsize) {
2979                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
2980                                             bp->b_bufsize);
2981                                         bufspacewakeup();
2982                                         bp->b_bufsize = 0;
2983                                 }
2984                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2985                                 newbsize = round_page(newbsize);
2986                         }
2987                         vm_hold_load_pages(
2988                             bp,
2989                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
2990                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
2991                         if (origbuf) {
2992                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
2993                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
2994                         }
2995                 }
2996         } else {
2997                 int desiredpages;
2998
2999                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3000                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3001                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3002
3003                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3004                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3005                 /*
3006                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3007                  * 0-length.
3008                  */
3009                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3010                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3011
3012                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3013                         /*
3014                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3015                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3016                          * if we have to remove any pages.
3017                          */
3018                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
3019                                 vm_page_t m;
3020
3021                                 VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3022                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3023                                         /*
3024                                          * the page is not freed here -- it
3025                                          * is the responsibility of 
3026                                          * vnode_pager_setsize
3027                                          */
3028                                         m = bp->b_pages[i];
3029                                         KASSERT(m != bogus_page,
3030                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3031                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m, TRUE,
3032                                             "biodep"))
3033                                                 continue;
3034
3035                                         bp->b_pages[i] = NULL;
3036                                         vm_page_lock(m);
3037                                         vm_page_unwire(m, 0);
3038                                         vm_page_unlock(m);
3039                                 }
3040                                 VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3041                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3042                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_npages - desiredpages));
3043                                 bp->b_npages = desiredpages;
3044                         }
3045                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3046                         /*
3047                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3048                          * byte-granular fashion.
3049                          */
3050                         vm_object_t obj;
3051                         vm_offset_t toff;
3052                         vm_offset_t tinc;
3053
3054                         /*
3055                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3056                          * allocating them if necessary.  We must clear
3057                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3058                          * range covered by the buffer.
3059                          */
3060
3061                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3062
3063                         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3064                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
3065                                 vm_page_t m;
3066
3067                                 /*
3068                                  * We must allocate system pages since blocking
3069                                  * here could intefere with paging I/O, no
3070                                  * matter which process we are.
3071                                  *
3072                                  * We can only test VPO_BUSY here.  Blocking on
3073                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3074                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3075                                  * Thus, we specify VM_ALLOC_IGN_SBUSY.
3076                                  */
3077                                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) +
3078                                     bp->b_npages, VM_ALLOC_NOBUSY |
3079                                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3080                                     VM_ALLOC_RETRY | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3081                                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
3082                                 if (m->valid == 0)
3083                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3084                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3085                                 ++bp->b_npages;
3086                         }
3087
3088                         /*
3089                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3090                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3091                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3092                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3093                          * aligned range ( newbsize ).
3094                          *
3095                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3096                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3097                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3098                          * fails with NFS if the server or some other client
3099                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3100                          * B_CACHE may remain set! XXX
3101                          */
3102
3103                         toff = bp->b_bcount;
3104                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3105
3106                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3107                                 vm_pindex_t pi;
3108
3109                                 if (tinc > (size - toff))
3110                                         tinc = size - toff;
3111
3112                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3113                                     PAGE_SHIFT;
3114
3115                                 vfs_buf_test_cache(
3116                                     bp, 
3117                                     bp->b_offset,
3118                                     toff, 
3119                                     tinc, 
3120                                     bp->b_pages[pi]
3121                                 );
3122                                 toff += tinc;
3123                                 tinc = PAGE_SIZE;
3124                         }
3125                         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3126
3127                         /*
3128                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3129                          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but 
3130                          * bp->b_offset may be offset into the first page.
3131                          */
3132
3133                         bp->b_data = (caddr_t)
3134                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3135                         pmap_qenter(
3136                             (vm_offset_t)bp->b_data,
3137                             bp->b_pages, 
3138                             bp->b_npages
3139                         );
3140                         
3141                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
3142                             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
3143                 }
3144         }
3145         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3146                 bufspacewakeup();
3147         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3148         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3149         return 1;
3150 }
3151
3152 void
3153 biodone(struct bio *bp)
3154 {
3155         struct mtx *mtxp;
3156         void (*done)(struct bio *);
3157
3158         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3159         mtx_lock(mtxp);
3160         bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3161         done = bp->bio_done;
3162         if (done == NULL)
3163                 wakeup(bp);
3164         mtx_unlock(mtxp);
3165         if (done != NULL)
3166                 done(bp);
3167 }
3168
3169 /*
3170  * Wait for a BIO to finish.
3171  *
3172  * XXX: resort to a timeout for now.  The optimal locking (if any) for this
3173  * case is not yet clear.
3174  */
3175 int
3176 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3177 {
3178         struct mtx *mtxp;
3179
3180         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3181         mtx_lock(mtxp);
3182         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3183                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, hz / 10);
3184         mtx_unlock(mtxp);
3185         if (bp->bio_error != 0)
3186                 return (bp->bio_error);
3187         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3188                 return (0);
3189         return (EIO);
3190 }
3191
3192 void
3193 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3194 {
3195         
3196         if (error) {
3197                 bp->bio_error = error;
3198                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3199         }
3200         if (stat != NULL)
3201                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3202         biodone(bp);
3203 }
3204
3205 /*
3206  *      bufwait:
3207  *
3208  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3209  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3210  *      error and cleared.
3211  */
3212 int
3213 bufwait(struct buf *bp)
3214 {
3215         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3216                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3217         else
3218                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3219         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3220                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3221                 return (EINTR);
3222         }
3223         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3224                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3225         } else {
3226                 return (0);
3227         }
3228 }
3229
3230  /*
3231   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3232   */
3233 static void
3234 bufdonebio(struct bio *bip)
3235 {
3236         struct buf *bp;
3237
3238         bp = bip->bio_caller2;
3239         bp->b_resid = bp->b_bcount - bip->bio_completed;
3240         bp->b_resid = bip->bio_resid;   /* XXX: remove */
3241         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3242         bp->b_error = bip->bio_error;
3243         if (bp->b_error)
3244                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3245         bufdone(bp);
3246         g_destroy_bio(bip);
3247 }
3248
3249 void
3250 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3251 {
3252         struct cdevsw *csw;
3253         struct bio *bip;
3254         int ref;
3255
3256         if ((!bp->b_iocmd) || (bp->b_iocmd & (bp->b_iocmd - 1)))
3257                 panic("b_iocmd botch");
3258         for (;;) {
3259                 bip = g_new_bio();
3260                 if (bip != NULL)
3261                         break;
3262                 /* Try again later */
3263                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3264         }
3265         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3266         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3267         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3268         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3269         bip->bio_data = bp->b_data;
3270         bip->bio_done = bufdonebio;
3271         bip->bio_caller2 = bp;
3272         bip->bio_dev = dev;
3273         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3274             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s)",
3275             devtoname(dev)));
3276         csw = dev_refthread(dev, &ref);
3277         if (csw == NULL) {
3278                 g_destroy_bio(bip);
3279                 bp->b_error = ENXIO;
3280                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3281                 bufdone(bp);
3282                 return;
3283         }
3284         (*csw->d_strategy)(bip);
3285         dev_relthread(dev, ref);
3286 }
3287
3288 /*
3289  *      bufdone:
3290  *
3291  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3292  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3293  *      not allowed.
3294  *
3295  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3296  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3297  *      assuming B_INVAL is clear.
3298  *
3299  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3300  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3301  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3302  *
3303  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3304  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3305  *      in the biodone routine.
3306  */
3307 void
3308 bufdone(struct buf *bp)
3309 {
3310         struct bufobj *dropobj;
3311         void    (*biodone)(struct buf *);
3312
3313         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3314         dropobj = NULL;
3315
3316         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3317         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3318
3319         runningbufwakeup(bp);
3320         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3321                 dropobj = bp->b_bufobj;
3322         /* call optional completion function if requested */
3323         if (bp->b_iodone != NULL) {
3324                 biodone = bp->b_iodone;
3325                 bp->b_iodone = NULL;
3326                 (*biodone) (bp);
3327                 if (dropobj)
3328                         bufobj_wdrop(dropobj);
3329                 return;
3330         }
3331
3332         bufdone_finish(bp);
3333
3334         if (dropobj)
3335                 bufobj_wdrop(dropobj);
3336 }
3337
3338 void
3339 bufdone_finish(struct buf *bp)
3340 {
3341         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3342
3343         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3344                 buf_complete(bp);
3345
3346         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3347                 int i;
3348                 vm_ooffset_t foff;
3349                 vm_page_t m;
3350                 vm_object_t obj;
3351                 int bogus, iosize;
3352                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3353
3354                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3355
3356 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3357                 mp_fixme("usecount and vflag accessed without locks.");
3358                 if (vp->v_usecount == 0) {
3359                         panic("biodone: zero vnode ref count");
3360                 }
3361
3362                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3363                         ("biodone: vnode %p has no vm_object", vp));
3364 #endif
3365
3366                 foff = bp->b_offset;
3367                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3368                     ("biodone: no buffer offset"));
3369
3370                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
3371 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3372                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_npages) {
3373                         printf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_npages(%d)\n",
3374                             obj->paging_in_progress, bp->b_npages);
3375                 }
3376 #endif
3377
3378                 /*
3379                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3380                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3381                  * routines.
3382                  */
3383                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3384                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3385                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3386                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3387                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3388                 }
3389                 bogus = 0;
3390                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3391                         int bogusflag = 0;
3392                         int resid;
3393
3394                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3395                         if (resid > iosize)
3396                                 resid = iosize;
3397
3398                         /*
3399                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3400                          */
3401                         m = bp->b_pages[i];
3402                         if (m == bogus_page) {
3403                                 bogus = bogusflag = 1;
3404                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3405                                 if (m == NULL)
3406                                         panic("biodone: page disappeared!");
3407                                 bp->b_pages[i] = m;
3408                         }
3409 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3410                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3411                                 printf(
3412 "biodone: foff(%jd)/m->pindex(%ju) mismatch\n",
3413                                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex);
3414                         }
3415 #endif
3416
3417                         /*
3418                          * In the write case, the valid and clean bits are
3419                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3420                          * only need to do this here in the read case.
3421                          */
3422                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3423                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3424                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3425                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3426                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3427                         }
3428
3429                         /*
3430                          * when debugging new filesystems or buffer I/O methods, this
3431                          * is the most common error that pops up.  if you see this, you
3432                          * have not set the page busy flag correctly!!!
3433                          */
3434                         if (m->busy == 0) {
3435                                 printf("biodone: page busy < 0, "
3436                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
3437                                     "resid: %d, index: %d\n",
3438                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
3439                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
3440                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
3441                                         printf(" iosize: %jd, lblkno: %jd, flags: 0x%x, npages: %d\n",
3442                                             (intmax_t)bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3443                                             (intmax_t) bp->b_lblkno,
3444                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
3445                                 else
3446                                         printf(" VDEV, lblkno: %jd, flags: 0x%x, npages: %d\n",
3447                                             (intmax_t) bp->b_lblkno,
3448                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
3449                                 printf(" valid: 0x%lx, dirty: 0x%lx, wired: %d\n",
3450                                     (u_long)m->valid, (u_long)m->dirty,
3451                                     m->wire_count);
3452                                 panic("biodone: page busy < 0\n");
3453                         }
3454                         vm_page_io_finish(m);
3455                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3456                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3457                         iosize -= resid;
3458                 }
3459                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3460                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3461                 if (bogus)
3462                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3463                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3464         }
3465
3466         /*
3467          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3468          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3469          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3470          */
3471
3472         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3473                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3474                         brelse(bp);
3475                 else
3476                         bqrelse(bp);
3477         } else
3478                 bdone(bp);
3479 }
3480
3481 /*
3482  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3483  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3484  * consistant.
3485  */
3486 void
3487 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3488 {
3489         int i;
3490         vm_object_t obj;
3491         vm_page_t m;
3492
3493         runningbufwakeup(bp);
3494         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3495                 return;
3496
3497         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3498         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3499         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3500                 m = bp->b_pages[i];
3501                 if (m == bogus_page) {
3502                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3503                         if (!m)
3504                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3505                         bp->b_pages[i] = m;
3506                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3507                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3508                 }
3509                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3510                 vm_page_io_finish(m);
3511         }
3512         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3513         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3514 }
3515
3516 /*
3517  * vfs_page_set_valid:
3518  *
3519  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3520  *      range is restricted to the buffer's size.
3521  *
3522  *      This routine is typically called after a read completes.
3523  */
3524 static void
3525 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3526 {
3527         vm_ooffset_t eoff;
3528
3529         /*
3530          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
3531          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
3532          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
3533          * allocation size of the buffer.
3534          */
3535         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
3536         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3537                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3538
3539         /*
3540          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3541          * entire page.
3542          */
3543         if (eoff > off)
3544                 vm_page_set_valid(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
3545 }
3546
3547 /*
3548  * vfs_page_set_validclean:
3549  *
3550  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
3551  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
3552  */
3553 static void
3554 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3555 {
3556         vm_ooffset_t soff, eoff;
3557
3558         /*
3559          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3560          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3561          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3562          * of the buffer.
3563          */
3564         soff = off;
3565         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3566         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3567                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3568
3569         /*
3570          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3571          * entire page.
3572          */
3573         if (eoff > soff) {
3574                 vm_page_set_validclean(
3575                     m,
3576                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3577                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3578                 );
3579         }
3580 }
3581
3582 /*
3583  * Ensure that all buffer pages are not busied by VPO_BUSY flag. If
3584  * any page is busy, drain the flag.
3585  */
3586 static void
3587 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
3588 {
3589         vm_page_t m;
3590         int i, last_busied;
3591
3592         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_bufobj->bo_object, MA_OWNED);
3593         last_busied = 0;
3594         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3595                 m = bp->b_pages[i];
3596                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0) {
3597                         for (; last_busied < i; last_busied++)
3598                                 vm_page_busy(bp->b_pages[last_busied]);
3599                         while ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0)
3600                                 vm_page_sleep(m, "vbpage");
3601                 }
3602         }
3603         for (i = 0; i < last_busied; i++)
3604                 vm_page_wakeup(bp->b_pages[i]);
3605 }
3606
3607 /*
3608  * This routine is called before a device strategy routine.
3609  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3610  * progress, and treat the pages associated with the buffer
3611  * almost as being VPO_BUSY.  Also the object paging_in_progress
3612  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
3613  * inconsistant.
3614  *
3615  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3616  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3617  * and should be ignored.
3618  */
3619 void
3620 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
3621 {
3622         int i, bogus;
3623         vm_object_t obj;
3624         vm_ooffset_t foff;
3625         vm_page_t m;
3626
3627         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3628                 return;
3629
3630         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3631         foff = bp->b_offset;
3632         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3633             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
3634         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3635         vfs_drain_busy_pages(bp);
3636         if (bp->b_bufsize != 0)
3637                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
3638         bogus = 0;
3639         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3640                 m = bp->b_pages[i];
3641
3642                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
3643                         vm_object_pip_add(obj, 1);
3644                         vm_page_io_start(m);
3645                 }
3646                 /*
3647                  * When readying a buffer for a read ( i.e
3648                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
3649                  * bogus_page replacement for valid pages in 
3650                  * partially instantiated buffers.  Partially 
3651                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
3652                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
3653                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
3654                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
3655                  * first place ).  The replacement prevents the read
3656                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
3657                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
3658                  * It may not work properly with small-block devices.
3659                  * We need to find a better way.
3660                  */
3661                 if (clear_modify) {
3662                         pmap_remove_write(m);
3663                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3664                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3665                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
3666                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
3667                         bogus++;
3668                 }
3669                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3670         }
3671         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3672         if (bogus)
3673                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3674                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3675 }
3676
3677 /*
3678  *      vfs_bio_set_valid:
3679  *
3680  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
3681  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
3682  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
3683  *      page.
3684  */
3685 void   
3686 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
3687 {
3688         int i, n;
3689         vm_page_t m;
3690
3691         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3692                 return;
3693
3694         /*
3695          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
3696          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
3697          * first page that can be validated.
3698          */
3699         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3700         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
3701
3702         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3703         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
3704                 m = bp->b_pages[i];
3705                 if (n > size)
3706                         n = size;
3707                 vm_page_set_valid(m, base & PAGE_MASK, n);
3708                 base += n;
3709                 size -= n;
3710                 n = PAGE_SIZE;
3711         }
3712         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3713 }
3714
3715 /*
3716  *      vfs_bio_clrbuf:
3717  *
3718  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
3719  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
3720  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
3721  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
3722  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
3723  *
3724  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
3725  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
3726  */
3727 void
3728 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
3729 {
3730         int i, j, mask;
3731         caddr_t sa, ea;
3732
3733         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
3734                 clrbuf(bp);
3735                 return;
3736         }
3737         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
3738         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
3739         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3740         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
3741             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
3742                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
3743                         goto unlock;
3744                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
3745                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[0]->object, MA_OWNED);
3746                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
3747                         goto unlock;
3748                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
3749                         bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
3750                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
3751                         goto unlock;
3752                 }
3753         }
3754         ea = sa = bp->b_data;
3755         for(i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = ea) {
3756                 ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
3757                 ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
3758                     (u_long)(vm_offset_t)ea,
3759                     (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
3760                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
3761                         continue;
3762                 j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
3763                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
3764                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[i]->object, MA_OWNED);
3765                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
3766                         continue;
3767                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
3768                         bzero(sa, ea - sa);
3769                 else {
3770                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
3771                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0)
3772                                         bzero(sa, DEV_BSIZE);
3773                         }
3774                 }
3775                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
3776         }
3777 unlock:
3778         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3779         bp->b_resid = 0;
3780 }
3781
3782 /*
3783  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
3784  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
3785  * not associated with a file object.
3786  */
3787 static void
3788 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3789 {
3790         vm_offset_t pg;
3791         vm_page_t p;
3792         int index;
3793
3794         to = round_page(to);
3795         from = round_page(from);
3796         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3797
3798         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3799 tryagain:
3800                 /*
3801                  * note: must allocate system pages since blocking here
3802                  * could interfere with paging I/O, no matter which
3803                  * process we are.
3804                  */
3805                 p = vm_page_alloc(NULL, pg >> PAGE_SHIFT, VM_ALLOC_NOOBJ |
3806                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3807                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
3808                 if (!p) {
3809                         VM_WAIT;
3810                         goto tryagain;
3811                 }
3812                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
3813                 bp->b_pages[index] = p;
3814         }
3815         bp->b_npages = index;
3816 }
3817
3818 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
3819 static void
3820 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
3821 {
3822         vm_offset_t from;
3823         vm_page_t p;
3824         int index, newnpages;
3825
3826         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
3827         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3828         if (bp->b_npages > newnpages)
3829                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
3830         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
3831                 p = bp->b_pages[index];
3832                 bp->b_pages[index] = NULL;
3833                 if (p->busy != 0)
3834                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
3835                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
3836                 p->wire_count--;
3837                 vm_page_free(p);
3838                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
3839         }
3840         bp->b_npages = newnpages;
3841 }
3842
3843 /*
3844  * Map an IO request into kernel virtual address space.
3845  *
3846  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
3847  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
3848  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
3849  *
3850  * Note that even if the caller determines that the address space should
3851  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
3852  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
3853  * check the return value.
3854  */
3855 int
3856 vmapbuf(struct buf *bp)
3857 {
3858         caddr_t addr, kva;
3859         vm_prot_t prot;
3860         int pidx, i;
3861         struct vm_page *m;
3862         struct pmap *pmap = &curproc->p_vmspace->vm_pmap;
3863
3864         if (bp->b_bufsize < 0)
3865                 return (-1);
3866         prot = VM_PROT_READ;
3867         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3868                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
3869         for (addr = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), pidx = 0;
3870              addr < bp->b_data + bp->b_bufsize;
3871              addr += PAGE_SIZE, pidx++) {
3872                 /*
3873                  * Do the vm_fault if needed; do the copy-on-write thing
3874                  * when reading stuff off device into memory.
3875                  *
3876                  * NOTE! Must use pmap_extract() because addr may be in
3877                  * the userland address space, and kextract is only guarenteed
3878                  * to work for the kernland address space (see: sparc64 port).
3879                  */
3880 retry:
3881                 if (vm_fault_quick(addr >= bp->b_data ? addr : bp->b_data,
3882                     prot) < 0) {
3883                         for (i = 0; i < pidx; ++i) {
3884                                 vm_page_lock(bp->b_pages[i]);
3885                                 vm_page_unhold(bp->b_pages[i]);
3886                                 vm_page_unlock(bp->b_pages[i]);
3887                                 bp->b_pages[i] = NULL;
3888                         }
3889                         return(-1);
3890                 }
3891                 m = pmap_extract_and_hold(pmap, (vm_offset_t)addr, prot);
3892                 if (m == NULL)
3893                         goto retry;
3894                 bp->b_pages[pidx] = m;
3895         }
3896         if (pidx > btoc(MAXPHYS))
3897                 panic("vmapbuf: mapped more than MAXPHYS");
3898         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
3899         
3900         kva = bp->b_saveaddr;
3901         bp->b_npages = pidx;
3902         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
3903         bp->b_data = kva + (((vm_offset_t) bp->b_data) & PAGE_MASK);
3904         return(0);
3905 }
3906
3907 /*
3908  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
3909  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
3910  */
3911 void
3912 vunmapbuf(struct buf *bp)
3913 {
3914         int pidx;
3915         int npages;
3916
3917         npages = bp->b_npages;
3918         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
3919         for (pidx = 0; pidx < npages; pidx++) {
3920                 vm_page_lock(bp->b_pages[pidx]);
3921                 vm_page_unhold(bp->b_pages[pidx]);
3922                 vm_page_unlock(bp->b_pages[pidx]);
3923         }
3924         
3925         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3926 }
3927
3928 void
3929 bdone(struct buf *bp)
3930 {
3931         struct mtx *mtxp;
3932
3933         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3934         mtx_lock(mtxp);
3935         bp->b_flags |= B_DONE;
3936         wakeup(bp);
3937         mtx_unlock(mtxp);
3938 }
3939
3940 void
3941 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
3942 {
3943         struct mtx *mtxp;
3944
3945         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3946         mtx_lock(mtxp);
3947         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
3948                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
3949         mtx_unlock(mtxp);
3950 }
3951
3952 int
3953 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
3954 {
3955
3956         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
3957 }
3958
3959 void
3960 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
3961 {
3962         int i = 0;
3963         struct vnode *vp;
3964
3965         vp = bp->b_vp;
3966         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
3967         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
3968             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
3969         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
3970         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
3971 }
3972
3973 void
3974 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
3975 {
3976
3977         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3978         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3979         bo->bo_numoutput++;
3980 }
3981
3982 void
3983 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
3984 {
3985
3986         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3987         BO_LOCK(bo);
3988         bo->bo_numoutput++;
3989         BO_UNLOCK(bo);
3990 }
3991
3992 void
3993 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
3994 {
3995
3996         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
3997         BO_LOCK(bo);
3998         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
3999         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4000                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4001                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4002         }
4003         BO_UNLOCK(bo);
4004 }
4005
4006 int
4007 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4008 {
4009         int error;
4010
4011         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4012         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
4013         error = 0;
4014         while (bo->bo_numoutput) {
4015                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4016                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_MTX(bo),
4017                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4018                 if (error)
4019                         break;
4020         }
4021         return (error);
4022 }
4023
4024 void
4025 bpin(struct buf *bp)
4026 {
4027         struct mtx *mtxp;
4028
4029         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4030         mtx_lock(mtxp);
4031         bp->b_pin_count++;
4032         mtx_unlock(mtxp);
4033 }
4034
4035 void
4036 bunpin(struct buf *bp)
4037 {
4038         struct mtx *mtxp;
4039
4040         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4041         mtx_lock(mtxp);
4042         if (--bp->b_pin_count == 0)
4043                 wakeup(bp);
4044         mtx_unlock(mtxp);
4045 }
4046
4047 void
4048 bunpin_wait(struct buf *bp)
4049 {
4050         struct mtx *mtxp;
4051
4052         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4053         mtx_lock(mtxp);
4054         while (bp->b_pin_count > 0)
4055                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4056         mtx_unlock(mtxp);
4057 }
4058
4059 #include "opt_ddb.h"
4060 #ifdef DDB
4061 #include <ddb/ddb.h>
4062
4063 /* DDB command to show buffer data */
4064 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4065 {
4066         /* get args */
4067         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4068
4069         if (!have_addr) {
4070                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4071                 return;
4072         }
4073
4074         db_printf("buf at %p\n", bp);
4075         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
4076         db_printf(
4077             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4078             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_dep = %p\n",
4079             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4080             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4081             bp->b_dep.lh_first);
4082         if (bp->b_npages) {
4083                 int i;
4084                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4085                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4086                         vm_page_t m;
4087                         m = bp->b_pages[i];
4088                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4089                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4090                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4091                                 db_printf(",");
4092                 }
4093                 db_printf("\n");
4094         }
4095         db_printf(" ");
4096         lockmgr_printinfo(&bp->b_lock);
4097 }
4098
4099 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4100 {
4101         struct buf *bp;
4102         int i;
4103
4104         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4105                 bp = &buf[i];
4106                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4107                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4108                         db_printf("\n");
4109                 }
4110         }
4111 }
4112
4113 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4114 {
4115         struct vnode *vp;
4116         struct buf *bp;
4117
4118         if (!have_addr) {
4119                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4120                 return;
4121         }
4122         vp = (struct vnode *)addr;
4123         db_printf("Clean buffers:\n");
4124         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4125                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4126                 db_printf("\n");
4127         }
4128         db_printf("Dirty buffers:\n");
4129         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4130                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4131                 db_printf("\n");
4132         }
4133 }
4134
4135 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4136 {
4137         struct buf *bp;
4138         int i, used = 0, nfree = 0;
4139
4140         if (have_addr) {
4141                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4142                 return;
4143         }
4144
4145         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4146                 bp = &buf[i];
4147                 if ((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0)
4148                         nfree++;
4149                 else
4150                         used++;
4151         }
4152
4153         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4154             nfree + used);
4155         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4156 }
4157 #endif /* DDB */