]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Remove an unnecessary call to pmap_remove_all(). The given page is not
[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/lock.h>
52 #include <sys/malloc.h>
53 #include <sys/mount.h>
54 #include <sys/mutex.h>
55 #include <sys/kernel.h>
56 #include <sys/kthread.h>
57 #include <sys/proc.h>
58 #include <sys/resourcevar.h>
59 #include <sys/sysctl.h>
60 #include <sys/vmmeter.h>
61 #include <sys/vnode.h>
62 #include <geom/geom.h>
63 #include <vm/vm.h>
64 #include <vm/vm_param.h>
65 #include <vm/vm_kern.h>
66 #include <vm/vm_pageout.h>
67 #include <vm/vm_page.h>
68 #include <vm/vm_object.h>
69 #include <vm/vm_extern.h>
70 #include <vm/vm_map.h>
71 #include "opt_directio.h"
72 #include "opt_swap.h"
73
74 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
75
76 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
77
78 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
79         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
80         .bop_write      =       bufwrite,
81         .bop_strategy   =       bufstrategy,
82         .bop_sync       =       bufsync,
83 };
84
85 /*
86  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
87  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
88  */
89 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
90
91 static struct proc *bufdaemonproc;
92
93 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
94 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
95                 vm_offset_t to);
96 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
97                 vm_offset_t to);
98 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
99                                int pageno, vm_page_t m);
100 static void vfs_clean_pages(struct buf *bp);
101 static void vfs_setdirty(struct buf *bp);
102 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
103 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
104                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
105 static int flushbufqueues(int flushdeps);
106 static void buf_daemon(void);
107 static void bremfreel(struct buf *bp);
108
109 int vmiodirenable = TRUE;
110 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
111     "Use the VM system for directory writes");
112 int runningbufspace;
113 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
114     "Amount of presently outstanding async buffer io");
115 static int bufspace;
116 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
117     "KVA memory used for bufs");
118 static int maxbufspace;
119 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
120     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
121 static int bufmallocspace;
122 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
123     "Amount of malloced memory for buffers");
124 static int maxbufmallocspace;
125 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
126     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
127 static int lobufspace;
128 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
129     "Minimum amount of buffers we want to have");
130 int hibufspace;
131 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
132     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
133 static int bufreusecnt;
134 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
135     "Number of times we have reused a buffer");
136 static int buffreekvacnt;
137 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
138     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
139 static int bufdefragcnt;
140 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
141     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
142 static int lorunningspace;
143 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
144     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
145 static int hirunningspace;
146 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
147     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
148 static int dirtybufferflushes;
149 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
150     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
151 static int altbufferflushes;
152 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
153     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
154 static int recursiveflushes;
155 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
156     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
157 static int numdirtybuffers;
158 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
159     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
160 static int lodirtybuffers;
161 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
162     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
163 static int hidirtybuffers;
164 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
165     "When the number of dirty buffers is considered severe");
166 static int dirtybufthresh;
167 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
168     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
169 static int numfreebuffers;
170 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
171     "Number of free buffers");
172 static int lofreebuffers;
173 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
174    "XXX Unused");
175 static int hifreebuffers;
176 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
177    "XXX Complicatedly unused");
178 static int getnewbufcalls;
179 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
180    "Number of calls to getnewbuf");
181 static int getnewbufrestarts;
182 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
183     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
184
185 /*
186  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
187  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
188  * is idling.
189  */
190 static int bd_request;
191
192 /*
193  * This lock synchronizes access to bd_request.
194  */
195 static struct mtx bdlock;
196
197 /*
198  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
199  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
200  * really that bad.  it would be better to split the buffer
201  * for input in the case of buffers partially already in memory,
202  * but the code is intricate enough already.
203  */
204 vm_page_t bogus_page;
205
206 /*
207  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
208  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
209  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
210  */
211 static int runningbufreq;
212
213 /*
214  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
215  * waitrunningbufspace().
216  */
217 static struct mtx rbreqlock;
218
219 /* 
220  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
221  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
222  * by and/or.
223  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountwakeup(), bwillwrite(),
224  * getnewbuf(), and getblk().
225  */
226 static int needsbuffer;
227
228 /*
229  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
230  */
231 static struct mtx nblock;
232
233 /*
234  * Lock that protects against bwait()/bdone()/B_DONE races.
235  */
236
237 static struct mtx bdonelock;
238
239 /*
240  * Lock that protects against bwait()/bdone()/B_DONE races.
241  */
242 static struct mtx bpinlock;
243
244 /*
245  * Definitions for the buffer free lists.
246  */
247 #define BUFFER_QUEUES   5       /* number of free buffer queues */
248
249 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
250 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
251 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
252 #define QUEUE_EMPTYKVA  3       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
253 #define QUEUE_EMPTY     4       /* empty buffer headers */
254
255 /* Queues for free buffers with various properties */
256 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
257
258 /* Lock for the bufqueues */
259 static struct mtx bqlock;
260
261 /*
262  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
263  * buf_wmesg is referred from macros.
264  */
265 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
266
267 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
268 #define VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH 0x02    /* waiting for dirty buffer flush */
269 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
270 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
271
272 #ifdef DIRECTIO
273 extern void ffs_rawread_setup(void);
274 #endif /* DIRECTIO */
275 /*
276  *      numdirtywakeup:
277  *
278  *      If someone is blocked due to there being too many dirty buffers,
279  *      and numdirtybuffers is now reasonable, wake them up.
280  */
281
282 static __inline void
283 numdirtywakeup(int level)
284 {
285
286         if (numdirtybuffers <= level) {
287                 mtx_lock(&nblock);
288                 if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH) {
289                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
290                         wakeup(&needsbuffer);
291                 }
292                 mtx_unlock(&nblock);
293         }
294 }
295
296 /*
297  *      bufspacewakeup:
298  *
299  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
300  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
301  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
302  *      bp's get placed back in the queues.
303  */
304
305 static __inline void
306 bufspacewakeup(void)
307 {
308
309         /*
310          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
311          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
312          * process will be able to now.
313          */
314         mtx_lock(&nblock);
315         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
316                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
317                 wakeup(&needsbuffer);
318         }
319         mtx_unlock(&nblock);
320 }
321
322 /*
323  * runningbufwakeup() - in-progress I/O accounting.
324  *
325  */
326 void
327 runningbufwakeup(struct buf *bp)
328 {
329
330         if (bp->b_runningbufspace) {
331                 atomic_subtract_int(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
332                 bp->b_runningbufspace = 0;
333                 mtx_lock(&rbreqlock);
334                 if (runningbufreq && runningbufspace <= lorunningspace) {
335                         runningbufreq = 0;
336                         wakeup(&runningbufreq);
337                 }
338                 mtx_unlock(&rbreqlock);
339         }
340 }
341
342 /*
343  *      bufcountwakeup:
344  *
345  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
346  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
347  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
348  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
349  */
350
351 static __inline void
352 bufcountwakeup(void) 
353 {
354
355         atomic_add_int(&numfreebuffers, 1);
356         mtx_lock(&nblock);
357         if (needsbuffer) {
358                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
359                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
360                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
361                 wakeup(&needsbuffer);
362         }
363         mtx_unlock(&nblock);
364 }
365
366 /*
367  *      waitrunningbufspace()
368  *
369  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
370  *      running.  This routine is used in async-write situations to
371  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
372  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
373  *
374  *      Reads will adjust runningbufspace, but will not block based on it.
375  *      The read load has a side effect of reducing the allowed write load.
376  *
377  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
378  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
379  *      caller's write has reached the device.
380  */
381 void
382 waitrunningbufspace(void)
383 {
384
385         mtx_lock(&rbreqlock);
386         while (runningbufspace > hirunningspace) {
387                 ++runningbufreq;
388                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
389         }
390         mtx_unlock(&rbreqlock);
391 }
392
393
394 /*
395  *      vfs_buf_test_cache:
396  *
397  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
398  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
399  *      valid data.
400  */
401 static __inline
402 void
403 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
404                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
405                   vm_page_t m)
406 {
407
408         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
409         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
410                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
411                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
412                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
413         }
414 }
415
416 /* Wake up the buffer deamon if necessary */
417 static __inline
418 void
419 bd_wakeup(int dirtybuflevel)
420 {
421
422         mtx_lock(&bdlock);
423         if (bd_request == 0 && numdirtybuffers >= dirtybuflevel) {
424                 bd_request = 1;
425                 wakeup(&bd_request);
426         }
427         mtx_unlock(&bdlock);
428 }
429
430 /*
431  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
432  */
433
434 static __inline
435 void
436 bd_speedup(void)
437 {
438
439         bd_wakeup(1);
440 }
441
442 /*
443  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
444  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
445  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
446  * being reserved at this time.
447  */
448 caddr_t
449 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
450 {
451
452         /*
453          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
454          * PAGE_SIZE is >= 1K)
455          */
456         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
457
458         /*
459          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
460          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
461          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
462          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
463          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
464          * maxbcache bytes.
465          *
466          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
467          */
468         if (nbuf == 0) {
469                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
470
471                 nbuf = 50;
472                 if (physmem_est > 4096)
473                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
474                             65536 / factor);
475                 if (physmem_est > 65536)
476                         nbuf += (physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5);
477
478                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
479                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
480         }
481
482 #if 0
483         /*
484          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
485          * kernel_map.
486          */
487         if (nbuf > (kernel_map->max_offset - kernel_map->min_offset) / 
488             (BKVASIZE * 2)) {
489                 nbuf = (kernel_map->max_offset - kernel_map->min_offset) / 
490                     (BKVASIZE * 2);
491                 printf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
492         }
493 #endif
494
495         /*
496          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
497          * We have no less then 16 and no more then 256.
498          */
499         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
500 #ifdef NSWBUF_MIN
501         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
502                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
503 #endif
504 #ifdef DIRECTIO
505         ffs_rawread_setup();
506 #endif
507
508         /*
509          * Reserve space for the buffer cache buffers
510          */
511         swbuf = (void *)v;
512         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
513         buf = (void *)v;
514         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
515
516         return(v);
517 }
518
519 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
520 void
521 bufinit(void)
522 {
523         struct buf *bp;
524         int i;
525
526         mtx_init(&bqlock, "buf queue lock", NULL, MTX_DEF);
527         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
528         mtx_init(&nblock, "needsbuffer lock", NULL, MTX_DEF);
529         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
530         mtx_init(&bdonelock, "bdone lock", NULL, MTX_DEF);
531         mtx_init(&bpinlock, "bpin lock", NULL, MTX_DEF);
532
533         /* next, make a null set of free lists */
534         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
535                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
536
537         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
538         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
539                 bp = &buf[i];
540                 bzero(bp, sizeof *bp);
541                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
542                 bp->b_rcred = NOCRED;
543                 bp->b_wcred = NOCRED;
544                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
545                 bp->b_vflags = 0;
546                 bp->b_xflags = 0;
547                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
548                 BUF_LOCKINIT(bp);
549                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
550         }
551
552         /*
553          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
554          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
555          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
556          * used by most other processes.  The differential is required to 
557          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
558          * be blocked waiting for buffer space.
559          *
560          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
561          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
562          * by the system.
563          */
564         maxbufspace = nbuf * BKVASIZE;
565         hibufspace = imax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
566         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
567
568         lorunningspace = 512 * 1024;
569         hirunningspace = 1024 * 1024;
570
571 /*
572  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
573  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
574  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
575  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
576  * (small) directories.
577  */
578         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
579
580 /*
581  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
582  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
583  */
584         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
585         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
586         numdirtybuffers = 0;
587 /*
588  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
589  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
590  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
591  * BKVASIZE'd (8K) buffers.
592  */
593         while (hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
594                 hidirtybuffers >>= 1;
595         }
596         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
597
598 /*
599  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
600  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
601  * emergency reserve.
602  */
603         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
604         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
605         numfreebuffers = nbuf;
606
607 /*
608  * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
609  * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
610  * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
611  * from buf_daemon.
612  */
613
614         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
615             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
616 }
617
618 /*
619  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
620  *
621  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
622  */
623 static void
624 bfreekva(struct buf *bp)
625 {
626
627         if (bp->b_kvasize) {
628                 atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
629                 atomic_subtract_int(&bufspace, bp->b_kvasize);
630                 vm_map_lock(buffer_map);
631                 vm_map_delete(buffer_map,
632                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
633                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize
634                 );
635                 vm_map_unlock(buffer_map);
636                 bp->b_kvasize = 0;
637                 bufspacewakeup();
638         }
639 }
640
641 /*
642  *      bremfree:
643  *
644  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list in brelse.
645  *      
646  */
647 void
648 bremfree(struct buf *bp)
649 {
650
651         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
652         KASSERT(BUF_REFCNT(bp), ("bremfree: buf must be locked."));
653         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
654             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
655         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
656             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
657
658         bp->b_flags |= B_REMFREE;
659         /* Fixup numfreebuffers count.  */
660         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
661                 atomic_subtract_int(&numfreebuffers, 1);
662 }
663
664 /*
665  *      bremfreef:
666  *
667  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
668  *      it abuses the b_freelist pointer.
669  */
670 void
671 bremfreef(struct buf *bp)
672 {
673         mtx_lock(&bqlock);
674         bremfreel(bp);
675         mtx_unlock(&bqlock);
676 }
677
678 /*
679  *      bremfreel:
680  *
681  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
682  *      bqlock held.
683  */
684 static void
685 bremfreel(struct buf *bp)
686 {
687         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
688             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
689         KASSERT(BUF_REFCNT(bp), ("bremfreel: buffer %p not locked.", bp));
690         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
691             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
692         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
693
694         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
695         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
696         /*
697          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
698          * from the queue and return the stats are already done.
699          */
700         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
701                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
702                 return;
703         }
704         /*
705          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
706          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
707          * numfreebuffers.
708          */
709         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
710                 atomic_subtract_int(&numfreebuffers, 1);
711 }
712
713
714 /*
715  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
716  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
717  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
718  * getblk() ).  This is really just a special case of breadn().
719  */
720 int
721 bread(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, struct ucred * cred,
722     struct buf **bpp)
723 {
724
725         return (breadn(vp, blkno, size, 0, 0, 0, cred, bpp));
726 }
727
728 /*
729  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
730  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
731  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
732  */
733 void
734 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
735     int cnt, struct ucred * cred)
736 {
737         struct buf *rabp;
738         int i;
739
740         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
741                 if (inmem(vp, *rablkno))
742                         continue;
743                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
744
745                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
746                         if (curthread != PCPU_GET(idlethread))
747                                 curthread->td_proc->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
748                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
749                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
750                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
751                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
752                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
753                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
754                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
755                         BUF_KERNPROC(rabp);
756                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
757                         bstrategy(rabp);
758                 } else {
759                         brelse(rabp);
760                 }
761         }
762 }
763
764 /*
765  * Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
766  * read-ahead blocks.
767  */
768 int
769 breadn(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size,
770     daddr_t * rablkno, int *rabsize,
771     int cnt, struct ucred * cred, struct buf **bpp)
772 {
773         struct buf *bp;
774         int rv = 0, readwait = 0;
775
776         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
777         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, 0);
778
779         /* if not found in cache, do some I/O */
780         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
781                 if (curthread != PCPU_GET(idlethread))
782                         curthread->td_proc->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
783                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
784                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
785                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
786                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
787                         bp->b_rcred = crhold(cred);
788                 vfs_busy_pages(bp, 0);
789                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
790                 bstrategy(bp);
791                 ++readwait;
792         }
793
794         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
795
796         if (readwait) {
797                 rv = bufwait(bp);
798         }
799         return (rv);
800 }
801
802 /*
803  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
804  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
805  * is invalid.
806  *
807  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
808  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
809  * now so we set it generally.  This could be set either here 
810  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
811  * here.
812  */
813 int
814 bufwrite(struct buf *bp)
815 {
816         int oldflags;
817
818         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
819         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
820                 brelse(bp);
821                 return (0);
822         }
823
824         oldflags = bp->b_flags;
825
826         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
827                 panic("bufwrite: buffer is not busy???");
828
829         if (bp->b_pin_count > 0)
830                 bunpin_wait(bp);
831
832         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
833             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
834
835         /* Mark the buffer clean */
836         bundirty(bp);
837
838         bp->b_flags &= ~B_DONE;
839         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
840         bp->b_flags |= B_CACHE;
841         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
842
843         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
844         vfs_busy_pages(bp, 1);
845
846         /*
847          * Normal bwrites pipeline writes
848          */
849         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
850         atomic_add_int(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
851
852         if (curthread != PCPU_GET(idlethread))
853                 curthread->td_proc->p_stats->p_ru.ru_oublock++;
854         if (oldflags & B_ASYNC)
855                 BUF_KERNPROC(bp);
856         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
857         bstrategy(bp);
858
859         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
860                 int rtval = bufwait(bp);
861                 brelse(bp);
862                 return (rtval);
863         } else {
864                 /*
865                  * don't allow the async write to saturate the I/O
866                  * system.  We will not deadlock here because
867                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
868                  * to complete. We do not block here if it is the update
869                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
870                  * to deadlock.
871                  */
872                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0)
873                         waitrunningbufspace();
874         }
875
876         return (0);
877 }
878
879 /*
880  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
881  * anything if the buffer is marked invalid.
882  *
883  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
884  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
885  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
886  * out synchronously.
887  */
888 void
889 bdwrite(struct buf *bp)
890 {
891         struct thread *td = curthread;
892         struct vnode *vp;
893         struct buf *nbp;
894         struct bufobj *bo;
895
896         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
897         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
898         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) != 0, ("bdwrite: buffer is not busy"));
899
900         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
901                 brelse(bp);
902                 return;
903         }
904
905         /*
906          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
907          * If we are wildly over our limit, then force a complete
908          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
909          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
910          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
911          */
912         vp = bp->b_vp;
913         bo = bp->b_bufobj;
914         if ((td->td_pflags & TDP_COWINPROGRESS) == 0) {
915                 BO_LOCK(bo);
916                 if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
917                         BO_UNLOCK(bo);
918                         (void) VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, td);
919                         altbufferflushes++;
920                 } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
921                         /*
922                          * Try to find a buffer to flush.
923                          */
924                         TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
925                                 if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
926                                     BUF_LOCK(nbp,
927                                     LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
928                                         continue;
929                                 if (bp == nbp)
930                                         panic("bdwrite: found ourselves");
931                                 BO_UNLOCK(bo);
932                                 /* Don't countdeps with the bo lock held. */
933                                 if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
934                                         BO_LOCK(bo);
935                                         BUF_UNLOCK(nbp);
936                                         continue;
937                                 }
938                                 if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
939                                         vfs_bio_awrite(nbp);
940                                 } else {
941                                         bremfree(nbp);
942                                         bawrite(nbp);
943                                 }
944                                 dirtybufferflushes++;
945                                 break;
946                         }
947                         if (nbp == NULL)
948                                 BO_UNLOCK(bo);
949                 } else
950                         BO_UNLOCK(bo);
951         } else
952                 recursiveflushes++;
953
954         bdirty(bp);
955         /*
956          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
957          * true even of NFS now.
958          */
959         bp->b_flags |= B_CACHE;
960
961         /*
962          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
963          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
964          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
965          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
966          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
967          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
968          * the bmap then...  So, this is important to do.
969          */
970         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
971                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
972         }
973
974         /*
975          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty pages.
976          */
977         vfs_setdirty(bp);
978
979         /*
980          * We need to do this here to satisfy the vnode_pager and the
981          * pageout daemon, so that it thinks that the pages have been
982          * "cleaned".  Note that since the pages are in a delayed write
983          * buffer -- the VFS layer "will" see that the pages get written
984          * out on the next sync, or perhaps the cluster will be completed.
985          */
986         vfs_clean_pages(bp);
987         bqrelse(bp);
988
989         /*
990          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have a lot of dirty
991          * buffers (midpoint between our recovery point and our stall
992          * point).
993          */
994         bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
995
996         /*
997          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
998          * due to the softdep code.
999          */
1000 }
1001
1002 /*
1003  *      bdirty:
1004  *
1005  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1006  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1007  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1008  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1009  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1010  *
1011  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1012  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1013  *      should only be called if the buffer is known-good.
1014  *
1015  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1016  *      count.
1017  *
1018  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1019  */
1020 void
1021 bdirty(struct buf *bp)
1022 {
1023
1024         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1025             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1026         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) == 1, ("bdirty: bp %p not locked",bp));
1027         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1028         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1029             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1030         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1031         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1032
1033         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1034                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1035                 reassignbuf(bp);
1036                 atomic_add_int(&numdirtybuffers, 1);
1037                 bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1038         }
1039 }
1040
1041 /*
1042  *      bundirty:
1043  *
1044  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1045  *
1046  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1047  *      count.
1048  *      
1049  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1050  */
1051
1052 void
1053 bundirty(struct buf *bp)
1054 {
1055
1056         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1057         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1058         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1059             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1060         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) == 1, ("bundirty: bp %p not locked",bp));
1061
1062         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1063                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1064                 reassignbuf(bp);
1065                 atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1066                 numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1067         }
1068         /*
1069          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1070          */
1071         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1072 }
1073
1074 /*
1075  *      bawrite:
1076  *
1077  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1078  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1079  *
1080  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1081  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1082  */
1083 void
1084 bawrite(struct buf *bp)
1085 {
1086
1087         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1088         (void) bwrite(bp);
1089 }
1090
1091 /*
1092  *      bwillwrite:
1093  *
1094  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1095  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1096  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1097  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1098  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1099  */
1100
1101 void
1102 bwillwrite(void)
1103 {
1104
1105         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1106                 mtx_lock(&nblock);
1107                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1108                         bd_wakeup(1);
1109                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
1110                         msleep(&needsbuffer, &nblock,
1111                             (PRIBIO + 4), "flswai", 0);
1112                 }
1113                 mtx_unlock(&nblock);
1114         }
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Return true if we have too many dirty buffers.
1119  */
1120 int
1121 buf_dirty_count_severe(void)
1122 {
1123
1124         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1125 }
1126
1127 /*
1128  *      brelse:
1129  *
1130  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1131  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1132  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1133  */
1134 void
1135 brelse(struct buf *bp)
1136 {
1137         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1138             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1139         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1140             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1141
1142         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1143                 bqrelse(bp);
1144                 return;
1145         }
1146
1147         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE &&
1148             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1149             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1150                 /*
1151                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1152                  * pages from being scrapped.  If B_INVAL is set then
1153                  * this case is not run and the next case is run to 
1154                  * destroy the buffer.  B_INVAL can occur if the buffer
1155                  * is outside the range supported by the underlying device.
1156                  */
1157                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1158                 bdirty(bp);
1159         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1160             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1161                 /*
1162                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1163                  * cache the buffer.
1164                  */
1165                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1166                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1167                         buf_deallocate(bp);
1168                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1169                         atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1170                         numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1171                 }
1172                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1173                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1174                         if (bp->b_bufsize)
1175                                 allocbuf(bp, 0);
1176                         if (bp->b_vp)
1177                                 brelvp(bp);
1178                 }
1179         }
1180
1181         /*
1182          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1183          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1184          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1185          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1186          * 
1187          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1188          * if B_DELWRI is set.
1189          *
1190          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1191          * on pages to return pages to the VM page queues.
1192          */
1193         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1194                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1195         else if (vm_page_count_severe()) {
1196                 /*
1197                  * XXX This lock may not be necessary since BKGRDINPROG
1198                  * cannot be set while we hold the buf lock, it can only be
1199                  * cleared if it is already pending.
1200                  */
1201                 if (bp->b_vp) {
1202                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1203                         if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1204                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
1205                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1206                 } else
1207                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1208         }
1209
1210         /*
1211          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1212          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1213          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1214          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1215          *
1216          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1217          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1218          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1219          *
1220          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1221          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1222          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1223          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1224          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1225          * background write.
1226          */
1227         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1228             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1229                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1230                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1231                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1232             ) {
1233
1234                 int i, j, resid;
1235                 vm_page_t m;
1236                 off_t foff;
1237                 vm_pindex_t poff;
1238                 vm_object_t obj;
1239
1240                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1241
1242                 /*
1243                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1244                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1245                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1246                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1247                  *
1248                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1249                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1250                  * m->dirty, etc...). 
1251                  *
1252                  * See man buf(9) for more information
1253                  */
1254                 resid = bp->b_bufsize;
1255                 foff = bp->b_offset;
1256                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
1257                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1258                         int had_bogus = 0;
1259
1260                         m = bp->b_pages[i];
1261
1262                         /*
1263                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1264                          * now.
1265                          */
1266                         if (m == bogus_page) {
1267                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1268                                 had_bogus = 1;
1269
1270                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1271                                         vm_page_t mtmp;
1272                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1273                                         if (mtmp == bogus_page) {
1274                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1275                                                 if (!mtmp) {
1276                                                         panic("brelse: page missing\n");
1277                                                 }
1278                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1279                                         }
1280                                 }
1281
1282                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1283                                         pmap_qenter(
1284                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1285                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1286                                 }
1287                                 m = bp->b_pages[i];
1288                         }
1289                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1290                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1291                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1292                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1293                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1294
1295                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1296                                 vm_page_lock_queues();
1297                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1298                                 vm_page_unlock_queues();
1299                                 if (had_bogus)
1300                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1301                         }
1302                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1303                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1304                 }
1305                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
1306                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1307                         vfs_vmio_release(bp);
1308
1309         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1310
1311                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1312                         vfs_vmio_release(bp);
1313                 }
1314
1315         }
1316                         
1317         if (BUF_REFCNT(bp) > 1) {
1318                 /* do not release to free list */
1319                 BUF_UNLOCK(bp);
1320                 return;
1321         }
1322
1323         /* enqueue */
1324         mtx_lock(&bqlock);
1325         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1326         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1327                 bremfreel(bp);
1328         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1329                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1330
1331         /* buffers with no memory */
1332         if (bp->b_bufsize == 0) {
1333                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1334                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1335                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1336                         panic("losing buffer 1");
1337                 if (bp->b_kvasize) {
1338                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1339                 } else {
1340                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1341                 }
1342                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1343         /* buffers with junk contents */
1344         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1345             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1346                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1347                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1348                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1349                         panic("losing buffer 2");
1350                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1351                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1352         /* remaining buffers */
1353         } else {
1354                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1355                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1356                 else
1357                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1358                 if (bp->b_flags & B_AGE)
1359                         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1360                 else
1361                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1362         }
1363         mtx_unlock(&bqlock);
1364
1365         /*
1366          * If B_INVAL and B_DELWRI is set, clear B_DELWRI.  We have already
1367          * placed the buffer on the correct queue.  We must also disassociate
1368          * the device and vnode for a B_INVAL buffer so gbincore() doesn't
1369          * find it.
1370          */
1371         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1372                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1373                         bundirty(bp);
1374                 if (bp->b_vp)
1375                         brelvp(bp);
1376         }
1377
1378         /*
1379          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1380          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1381          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1382          * if B_INVAL is set ).
1383          */
1384
1385         if (!(bp->b_flags & B_DELWRI))
1386                 bufcountwakeup();
1387
1388         /*
1389          * Something we can maybe free or reuse
1390          */
1391         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1392                 bufspacewakeup();
1393
1394         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1395         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1396                 panic("brelse: not dirty");
1397         /* unlock */
1398         BUF_UNLOCK(bp);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1403  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1404  *
1405  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1406  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1407  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1408  * again soon.
1409  *
1410  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1411  */
1412 void
1413 bqrelse(struct buf *bp)
1414 {
1415         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1416         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1417             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1418
1419         if (BUF_REFCNT(bp) > 1) {
1420                 /* do not release to free list */
1421                 BUF_UNLOCK(bp);
1422                 return;
1423         }
1424
1425         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1426                 if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1427                         mtx_lock(&bqlock);
1428                         bremfreel(bp);
1429                         mtx_unlock(&bqlock);
1430                 }
1431                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1432                 BUF_UNLOCK(bp);
1433                 return;
1434         }
1435
1436         mtx_lock(&bqlock);
1437         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1438         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1439                 bremfreel(bp);
1440         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1441                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1442         /* buffers with stale but valid contents */
1443         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1444                 bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1445                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1446         } else {
1447                 /*
1448                  * XXX This lock may not be necessary since BKGRDINPROG
1449                  * cannot be set while we hold the buf lock, it can only be
1450                  * cleared if it is already pending.
1451                  */
1452                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1453                 if (!vm_page_count_severe() || bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
1454                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1455                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1456                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp,
1457                             b_freelist);
1458                 } else {
1459                         /*
1460                          * We are too low on memory, we have to try to free
1461                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1462                          * making up its backing store) *now*.
1463                          */
1464                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1465                         mtx_unlock(&bqlock);
1466                         brelse(bp);
1467                         return;
1468                 }
1469         }
1470         mtx_unlock(&bqlock);
1471
1472         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1473                 bufcountwakeup();
1474
1475         /*
1476          * Something we can maybe free or reuse.
1477          */
1478         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1479                 bufspacewakeup();
1480
1481         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1482         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1483                 panic("bqrelse: not dirty");
1484         /* unlock */
1485         BUF_UNLOCK(bp);
1486 }
1487
1488 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1489 static void
1490 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1491 {
1492         int i;
1493         vm_page_t m;
1494
1495         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1496         vm_page_lock_queues();
1497         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1498                 m = bp->b_pages[i];
1499                 bp->b_pages[i] = NULL;
1500                 /*
1501                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1502                  * everything on the inactive queue.
1503                  */
1504                 vm_page_unwire(m, 0);
1505                 /*
1506                  * We don't mess with busy pages, it is
1507                  * the responsibility of the process that
1508                  * busied the pages to deal with them.
1509                  */
1510                 if ((m->flags & PG_BUSY) || (m->busy != 0))
1511                         continue;
1512                         
1513                 if (m->wire_count == 0) {
1514                         /*
1515                          * Might as well free the page if we can and it has
1516                          * no valid data.  We also free the page if the
1517                          * buffer was used for direct I/O
1518                          */
1519                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid &&
1520                             m->hold_count == 0) {
1521                                 vm_page_free(m);
1522                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1523                                 vm_page_try_to_free(m);
1524                         } else if (vm_page_count_severe()) {
1525                                 vm_page_try_to_cache(m);
1526                         }
1527                 }
1528         }
1529         vm_page_unlock_queues();
1530         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1531         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data), bp->b_npages);
1532         
1533         if (bp->b_bufsize) {
1534                 bufspacewakeup();
1535                 bp->b_bufsize = 0;
1536         }
1537         bp->b_npages = 0;
1538         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1539         if (bp->b_vp)
1540                 brelvp(bp);
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1545  * write.
1546  */
1547 static int
1548 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1549 {
1550         struct buf *bpa;
1551         int match;
1552
1553         match = 0;
1554
1555         /* If the buf isn't in core skip it */
1556         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1557                 return (0);
1558
1559         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1560         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1561                 return (0);
1562
1563         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1564         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1565             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1566                 goto done;
1567
1568         if (bpa->b_bufsize != size)
1569                 goto done;
1570
1571         /*
1572          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1573          * block has been mapped.
1574          */
1575         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1576                 match = 1;
1577 done:
1578         BUF_UNLOCK(bpa);
1579         return (match);
1580 }
1581
1582 /*
1583  *      vfs_bio_awrite:
1584  *
1585  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1586  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1587  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1588  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1589  */
1590 int
1591 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1592 {
1593         int i;
1594         int j;
1595         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1596         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1597         int ncl;
1598         int nwritten;
1599         int size;
1600         int maxcl;
1601
1602         /*
1603          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1604          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1605          * rather then at the beginning.
1606          */
1607         if ((vp->v_type == VREG) && 
1608             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1609             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1610
1611                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1612                 maxcl = MAXPHYS / size;
1613
1614                 VI_LOCK(vp);
1615                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
1616                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
1617                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1618                                 break;
1619
1620                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
1621                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
1622                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1623                                 break;
1624
1625                 VI_UNLOCK(vp);
1626                 --j;
1627                 ncl = i + j;
1628                 /*
1629                  * this is a possible cluster write
1630                  */
1631                 if (ncl != 1) {
1632                         BUF_UNLOCK(bp);
1633                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl);
1634                         return nwritten;
1635                 }
1636         }
1637         bremfree(bp);
1638         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1639         /*
1640          * default (old) behavior, writing out only one block
1641          *
1642          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1643          */
1644         nwritten = bp->b_bufsize;
1645         (void) bwrite(bp);
1646
1647         return nwritten;
1648 }
1649
1650 /*
1651  *      getnewbuf:
1652  *
1653  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1654  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1655  *
1656  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1657  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1658  *
1659  *      We block if:
1660  *              We have insufficient buffer headers
1661  *              We have insufficient buffer space
1662  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1663  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1664  *
1665  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1666  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1667  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1668  */
1669
1670 static struct buf *
1671 getnewbuf(int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize)
1672 {
1673         struct buf *bp;
1674         struct buf *nbp;
1675         int defrag = 0;
1676         int nqindex;
1677         static int flushingbufs;
1678
1679         /*
1680          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1681          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1682          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1683          * async I/O rather then sync I/O.
1684          */
1685
1686         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
1687         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
1688 restart:
1689         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
1690
1691         /*
1692          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1693          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1694          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1695          * dip into our reserves.
1696          *
1697          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1698          *
1699          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1700          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1701          * where we cannot backup.
1702          */
1703         mtx_lock(&bqlock);
1704         nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1705         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
1706
1707         if (nbp == NULL) {
1708                 /*
1709                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1710                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1711                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1712                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1713                  */
1714                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1715                         nqindex = QUEUE_CLEAN;
1716                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
1717                 }
1718
1719                 /*
1720                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1721                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1722                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1723                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1724                  */
1725                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1726                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1727                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
1728                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
1729                 }
1730         }
1731
1732         /*
1733          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1734          * depending.
1735          */
1736
1737         while ((bp = nbp) != NULL) {
1738                 int qindex = nqindex;
1739
1740                 /*
1741                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1742                  * or do other fancy things ).
1743                  */
1744                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
1745                         switch(qindex) {
1746                         case QUEUE_EMPTY:
1747                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1748                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA])))
1749                                         break;
1750                                 /* FALLTHROUGH */
1751                         case QUEUE_EMPTYKVA:
1752                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
1753                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])))
1754                                         break;
1755                                 /* FALLTHROUGH */
1756                         case QUEUE_CLEAN:
1757                                 /*
1758                                  * nbp is NULL. 
1759                                  */
1760                                 break;
1761                         }
1762                 }
1763                 /*
1764                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1765                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
1766                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
1767                  * should also be non-zero at this point.  XXX
1768                  */
1769                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
1770                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
1771                         continue;
1772                 }
1773
1774                 /*
1775                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1776                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
1777                  */
1778                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1779                         continue;
1780                 if (bp->b_vp) {
1781                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1782                         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
1783                                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1784                                 BUF_UNLOCK(bp);
1785                                 continue;
1786                         }
1787                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1788                 }
1789                 CTR6(KTR_BUF,
1790                     "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
1791                     "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1792                     bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
1793
1794                 /*
1795                  * Sanity Checks
1796                  */
1797                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistant queue %d bp %p", qindex, bp));
1798
1799                 /*
1800                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1801                  * buffers.
1802                  */
1803
1804                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1805
1806                 bremfreel(bp);
1807                 mtx_unlock(&bqlock);
1808
1809                 if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1810                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1811                                 bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1812                                 vfs_vmio_release(bp);
1813                         }
1814                         if (bp->b_vp)
1815                                 brelvp(bp);
1816                 }
1817
1818                 /*
1819                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1820                  * the scan from this point on.
1821                  *
1822                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
1823                  * valid after this operation.
1824                  */
1825
1826                 if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1827                         crfree(bp->b_rcred);
1828                         bp->b_rcred = NOCRED;
1829                 }
1830                 if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1831                         crfree(bp->b_wcred);
1832                         bp->b_wcred = NOCRED;
1833                 }
1834                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1835                         buf_deallocate(bp);
1836                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1837                         panic("losing buffer 3");
1838                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1839                     ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
1840                     bp, bp->b_vp, qindex));
1841                 KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1842                    ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X",
1843                     bp, bp->b_xflags));
1844
1845                 if (bp->b_bufsize)
1846                         allocbuf(bp, 0);
1847
1848                 bp->b_flags = 0;
1849                 bp->b_ioflags = 0;
1850                 bp->b_xflags = 0;
1851                 bp->b_vflags = 0;
1852                 bp->b_vp = NULL;
1853                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1854                 bp->b_offset = NOOFFSET;
1855                 bp->b_iodone = 0;
1856                 bp->b_error = 0;
1857                 bp->b_resid = 0;
1858                 bp->b_bcount = 0;
1859                 bp->b_npages = 0;
1860                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1861                 bp->b_bufobj = NULL;
1862                 bp->b_pin_count = 0;
1863                 bp->b_fsprivate1 = NULL;
1864                 bp->b_fsprivate2 = NULL;
1865                 bp->b_fsprivate3 = NULL;
1866
1867                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1868
1869                 /*
1870                  * If we are defragging then free the buffer.
1871                  */
1872                 if (defrag) {
1873                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1874                         bfreekva(bp);
1875                         brelse(bp);
1876                         defrag = 0;
1877                         goto restart;
1878                 }
1879
1880                 /*
1881                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
1882                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
1883                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
1884                  */
1885                 if (bufspace >= hibufspace)
1886                         flushingbufs = 1;
1887                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
1888                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1889                         bfreekva(bp);
1890                         brelse(bp);
1891                         goto restart;
1892                 }
1893                 if (bufspace < lobufspace)
1894                         flushingbufs = 0;
1895                 break;
1896         }
1897
1898         /*
1899          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
1900          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
1901          *
1902          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
1903          */
1904
1905         if (bp == NULL) {
1906                 int flags;
1907                 char *waitmsg;
1908
1909                 if (defrag) {
1910                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1911                         waitmsg = "nbufkv";
1912                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
1913                         waitmsg = "nbufbs";
1914                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1915                 } else {
1916                         waitmsg = "newbuf";
1917                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
1918                 }
1919                 mtx_lock(&nblock);
1920                 needsbuffer |= flags;
1921                 mtx_unlock(&nblock);
1922                 mtx_unlock(&bqlock);
1923
1924                 bd_speedup();   /* heeeelp */
1925
1926                 mtx_lock(&nblock);
1927                 while (needsbuffer & flags) {
1928                         if (msleep(&needsbuffer, &nblock,
1929                             (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo)) {
1930                                 mtx_unlock(&nblock);
1931                                 return (NULL);
1932                         }
1933                 }
1934                 mtx_unlock(&nblock);
1935         } else {
1936                 /*
1937                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
1938                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
1939                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
1940                  * BKVASIZE chunks.
1941                  */
1942                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
1943
1944                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
1945                         vm_offset_t addr = 0;
1946
1947                         bfreekva(bp);
1948
1949                         vm_map_lock(buffer_map);
1950                         if (vm_map_findspace(buffer_map,
1951                                 vm_map_min(buffer_map), maxsize, &addr)) {
1952                                 /*
1953                                  * Uh oh.  Buffer map is to fragmented.  We
1954                                  * must defragment the map.
1955                                  */
1956                                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
1957                                 vm_map_unlock(buffer_map);
1958                                 defrag = 1;
1959                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1960                                 brelse(bp);
1961                                 goto restart;
1962                         }
1963                         if (addr) {
1964                                 vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0,
1965                                         addr, addr + maxsize,
1966                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
1967
1968                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
1969                                 bp->b_kvasize = maxsize;
1970                                 atomic_add_int(&bufspace, bp->b_kvasize);
1971                                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
1972                         }
1973                         vm_map_unlock(buffer_map);
1974                 }
1975                 bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
1976                 bp->b_data = bp->b_saveaddr;
1977         }
1978         return(bp);
1979 }
1980
1981 /*
1982  *      buf_daemon:
1983  *
1984  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
1985  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
1986  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
1987  */
1988
1989 static struct kproc_desc buf_kp = {
1990         "bufdaemon",
1991         buf_daemon,
1992         &bufdaemonproc
1993 };
1994 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp)
1995
1996 static void
1997 buf_daemon()
1998 {
1999         mtx_lock(&Giant);
2000
2001         /*
2002          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2003          */
2004         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2005             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2006
2007         /*
2008          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2009          */
2010         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
2011         mtx_lock(&bdlock);
2012         for (;;) {
2013                 bd_request = 0;
2014                 mtx_unlock(&bdlock);
2015
2016                 kthread_suspend_check(bufdaemonproc);
2017
2018                 /*
2019                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2020                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2021                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2022                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2023                  */
2024                 while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
2025                         if (flushbufqueues(0) == 0) {
2026                                 /*
2027                                  * Could not find any buffers without rollback
2028                                  * dependencies, so just write the first one
2029                                  * in the hopes of eventually making progress.
2030                                  */
2031                                 flushbufqueues(1);
2032                                 break;
2033                         }
2034                         uio_yield();
2035                 }
2036
2037                 /*
2038                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2039                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2040                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2041                  * built up, within reason.
2042                  *
2043                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2044                  * find any flushable buffers, we sleep half a second.
2045                  * Otherwise we loop immediately.
2046                  */
2047                 mtx_lock(&bdlock);
2048                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2049                         /*
2050                          * We reached our low water mark, reset the
2051                          * request and sleep until we are needed again.
2052                          * The sleep is just so the suspend code works.
2053                          */
2054                         bd_request = 0;
2055                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2056                 } else {
2057                         /*
2058                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2059                          * still have too many dirty buffers, we
2060                          * have to sleep and try again.  (rare)
2061                          */
2062                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2063                 }
2064         }
2065 }
2066
2067 /*
2068  *      flushbufqueues:
2069  *
2070  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2071  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2072  *      particularly sensitive to.
2073  */
2074 static int flushwithdeps = 0;
2075 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2076     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2077
2078 static int
2079 flushbufqueues(int flushdeps)
2080 {
2081         struct thread *td = curthread;
2082         struct buf sentinel;
2083         struct vnode *vp;
2084         struct mount *mp;
2085         struct buf *bp;
2086         int hasdeps;
2087         int flushed;
2088         int target;
2089
2090         target = numdirtybuffers - lodirtybuffers;
2091         if (flushdeps && target > 2)
2092                 target /= 2;
2093         flushed = 0;
2094         bp = NULL;
2095         mtx_lock(&bqlock);
2096         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], &sentinel, b_freelist);
2097         while (flushed != target) {
2098                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_DIRTY]);
2099                 if (bp == &sentinel)
2100                         break;
2101                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
2102                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
2103
2104                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2105                         continue;
2106                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2107                         BUF_UNLOCK(bp);
2108                         continue;
2109                 }
2110                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2111                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2112                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2113                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2114                         BUF_UNLOCK(bp);
2115                         continue;
2116                 }
2117                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2118                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2119                         bremfreel(bp);
2120                         mtx_unlock(&bqlock);
2121                         brelse(bp);
2122                         flushed++;
2123                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2124                         mtx_lock(&bqlock);
2125                         continue;
2126                 }
2127
2128                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && buf_countdeps(bp, 0)) {
2129                         if (flushdeps == 0) {
2130                                 BUF_UNLOCK(bp);
2131                                 continue;
2132                         }
2133                         hasdeps = 1;
2134                 } else
2135                         hasdeps = 0;
2136                 /*
2137                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2138                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2139                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2140                  * system.
2141                  *
2142                  * The lock order here is the reverse of the normal
2143                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2144                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2145                  */
2146                 vp = bp->b_vp;
2147                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2148                         BUF_UNLOCK(bp);
2149                         continue;
2150                 }
2151                 if (vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, td) == 0) {
2152                         mtx_unlock(&bqlock);
2153                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2154                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2155                         vfs_bio_awrite(bp);
2156                         vn_finished_write(mp);
2157                         VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
2158                         flushwithdeps += hasdeps;
2159                         flushed++;
2160                         waitrunningbufspace();
2161                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2162                         mtx_lock(&bqlock);
2163                         continue;
2164                 }
2165                 vn_finished_write(mp);
2166                 BUF_UNLOCK(bp);
2167         }
2168         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], &sentinel, b_freelist);
2169         mtx_unlock(&bqlock);
2170         return (flushed);
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Check to see if a block is currently memory resident.
2175  */
2176 struct buf *
2177 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2178 {
2179         struct buf *bp;
2180
2181         BO_LOCK(bo);
2182         bp = gbincore(bo, blkno);
2183         BO_UNLOCK(bo);
2184         return (bp);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Returns true if no I/O is needed to access the
2189  * associated VM object.  This is like incore except
2190  * it also hunts around in the VM system for the data.
2191  */
2192
2193 static int
2194 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2195 {
2196         vm_object_t obj;
2197         vm_offset_t toff, tinc, size;
2198         vm_page_t m;
2199         vm_ooffset_t off;
2200
2201         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2202
2203         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2204                 return 1;
2205         if (vp->v_mount == NULL)
2206                 return 0;
2207         obj = vp->v_object;
2208         if (obj == NULL)
2209                 return (0);
2210
2211         size = PAGE_SIZE;
2212         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2213                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2214         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2215
2216         VM_OBJECT_LOCK(obj);
2217         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2218                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2219                 if (!m)
2220                         goto notinmem;
2221                 tinc = size;
2222                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2223                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2224                 if (vm_page_is_valid(m,
2225                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2226                         goto notinmem;
2227         }
2228         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2229         return 1;
2230
2231 notinmem:
2232         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2233         return (0);
2234 }
2235
2236 /*
2237  *      vfs_setdirty:
2238  *
2239  *      Sets the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2240  *      bits in the pages comprising the buffer.
2241  *
2242  *      The range is limited to the size of the buffer.
2243  *
2244  *      This routine is primarily used by NFS, but is generalized for the
2245  *      B_VMIO case.
2246  */
2247 static void
2248 vfs_setdirty(struct buf *bp) 
2249 {
2250         int i;
2251         vm_object_t object;
2252
2253         /*
2254          * Degenerate case - empty buffer
2255          */
2256
2257         if (bp->b_bufsize == 0)
2258                 return;
2259
2260         /*
2261          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2262          * object has been flushed yet.  The OBJ_WRITEABLE flag
2263          * is not cleared simply by protecting pages off.
2264          */
2265
2266         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
2267                 return;
2268
2269         object = bp->b_pages[0]->object;
2270         VM_OBJECT_LOCK(object);
2271         if ((object->flags & OBJ_WRITEABLE) && !(object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
2272                 printf("Warning: object %p writeable but not mightbedirty\n", object);
2273         if (!(object->flags & OBJ_WRITEABLE) && (object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
2274                 printf("Warning: object %p mightbedirty but not writeable\n", object);
2275
2276         if (object->flags & (OBJ_MIGHTBEDIRTY|OBJ_CLEANING)) {
2277                 vm_offset_t boffset;
2278                 vm_offset_t eoffset;
2279
2280                 vm_page_lock_queues();
2281                 /*
2282                  * test the pages to see if they have been modified directly
2283                  * by users through the VM system.
2284                  */
2285                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2286                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2287
2288                 /*
2289                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2290                  * (eoffset - boffset) bytes.
2291                  */
2292
2293                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2294                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2295                                 break;
2296                 }
2297                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2298
2299                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2300                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2301                                 break;
2302                         }
2303                 }
2304                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2305
2306                 vm_page_unlock_queues();
2307                 /*
2308                  * Fit it to the buffer.
2309                  */
2310
2311                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2312                         eoffset = bp->b_bcount;
2313
2314                 /*
2315                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2316                  * dirty range.
2317                  */
2318
2319                 if (boffset < eoffset) {
2320                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2321                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2322                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2323                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2324                 }
2325         }
2326         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
2327 }
2328
2329 /*
2330  *      getblk:
2331  *
2332  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2333  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
2334  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
2335  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
2336  *      READ.
2337  *
2338  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2339  *      an existing buffer.
2340  *
2341  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2342  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2343  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2344  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2345  *
2346  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2347  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2348  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2349  *      backing VM.
2350  *
2351  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2352  *      B_CACHE bit is clear.
2353  *      
2354  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2355  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2356  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2357  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2358  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2359  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2360  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2361  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2362  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
2363  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2364  */
2365 struct buf *
2366 getblk(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
2367     int flags)
2368 {
2369         struct buf *bp;
2370         struct bufobj *bo;
2371         int error;
2372
2373         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
2374         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
2375         if (size > MAXBSIZE)
2376                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
2377
2378         bo = &vp->v_bufobj;
2379 loop:
2380         /*
2381          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
2382          * to completely exhaust the buffer cache.
2383          *
2384          * If this check ever becomes a bottleneck it may be better to
2385          * move it into the else, when gbincore() fails.  At the moment
2386          * it isn't a problem.
2387          *
2388          * XXX remove if 0 sections (clean this up after its proven)
2389          */
2390         if (numfreebuffers == 0) {
2391                 if (curthread == PCPU_GET(idlethread))
2392                         return NULL;
2393                 mtx_lock(&nblock);
2394                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
2395                 mtx_unlock(&nblock);
2396         }
2397
2398         VI_LOCK(vp);
2399         bp = gbincore(bo, blkno);
2400         if (bp != NULL) {
2401                 int lockflags;
2402                 /*
2403                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy, it must
2404                  * be on a queue.
2405                  */
2406                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
2407
2408                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
2409                         lockflags |= LK_NOWAIT;
2410
2411                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
2412                     VI_MTX(vp), "getblk", slpflag, slptimeo);
2413
2414                 /*
2415                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
2416                  * the buffer changed identities.
2417                  */
2418                 if (error == ENOLCK)
2419                         goto loop;
2420                 /* We timed out or were interrupted. */
2421                 else if (error)
2422                         return (NULL);
2423
2424                 /*
2425                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2426                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
2427                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
2428                  * backing VM cache.
2429                  */
2430                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2431                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2432                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
2433                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2434                 bremfree(bp);
2435
2436                 /*
2437                  * check for size inconsistancies for non-VMIO case.
2438                  */
2439
2440                 if (bp->b_bcount != size) {
2441                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
2442                             (size > bp->b_kvasize)) {
2443                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2444                                         /*
2445                                          * If buffer is pinned and caller does
2446                                          * not want sleep  waiting for it to be
2447                                          * unpinned, bail out
2448                                          * */
2449                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
2450                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
2451                                                         bqrelse(bp);
2452                                                         return (NULL);
2453                                                 } else {
2454                                                         bunpin_wait(bp);
2455                                                 }
2456                                         }
2457                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2458                                         bwrite(bp);
2459                                 } else {
2460                                         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL) {
2461                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2462                                                 brelse(bp);
2463                                         } else {
2464                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2465                                                 bwrite(bp);
2466                                         }
2467                                 }
2468                                 goto loop;
2469                         }
2470                 }
2471
2472                 /*
2473                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
2474                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
2475                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
2476                  * unchanged from its previous state.
2477                  */
2478
2479                 if (bp->b_bcount != size)
2480                         allocbuf(bp, size);
2481
2482                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
2483                     ("getblk: no buffer offset"));
2484
2485                 /*
2486                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2487                  * be committed before we can return the buffer in
2488                  * order to prevent the caller from issuing a read
2489                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2490                  * it.
2491                  *
2492                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2493                  * operate properly either because they assume they
2494                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2495                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2496                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2497                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2498                  * preventing further loops.
2499                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2500                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2501                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2502                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2503                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2504                  * after the write.
2505                  *
2506                  * We might be able to do something fancy, like setting
2507                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2508                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2509                  * confusing.  This is much easier.
2510                  */
2511
2512                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2513                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2514                         bwrite(bp);
2515                         goto loop;
2516                 }
2517                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2518         } else {
2519                 int bsize, maxsize, vmio;
2520                 off_t offset;
2521
2522                 /*
2523                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2524                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2525                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2526                  */
2527                 VI_UNLOCK(vp);
2528                 /*
2529                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
2530                  * here.
2531                  */
2532                 if (flags & GB_NOCREAT)
2533                         return NULL;
2534                 bsize = bo->bo_bsize;
2535                 offset = blkno * bsize;
2536                 vmio = vp->v_object != NULL;
2537                 maxsize = vmio ? size + (offset & PAGE_MASK) : size;
2538                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2539
2540                 bp = getnewbuf(slpflag, slptimeo, size, maxsize);
2541                 if (bp == NULL) {
2542                         if (slpflag || slptimeo)
2543                                 return NULL;
2544                         goto loop;
2545                 }
2546
2547                 /*
2548                  * This code is used to make sure that a buffer is not
2549                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
2550                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
2551                  * If the buffer is created out from under us, we have to
2552                  * throw away the one we just created.
2553                  *
2554                  * Note: this must occur before we associate the buffer
2555                  * with the vp especially considering limitations in
2556                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
2557                  * lblkno's.
2558                  */
2559                 BO_LOCK(bo);
2560                 if (gbincore(bo, blkno)) {
2561                         BO_UNLOCK(bo);
2562                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2563                         brelse(bp);
2564                         goto loop;
2565                 }
2566
2567                 /*
2568                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
2569                  * be found by incore.
2570                  */
2571                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
2572                 bp->b_offset = offset;
2573
2574                 bgetvp(vp, bp);
2575                 BO_UNLOCK(bo);
2576
2577                 /*
2578                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
2579                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
2580                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
2581                  * backing store for validity.
2582                  */
2583
2584                 if (vmio) {
2585                         bp->b_flags |= B_VMIO;
2586 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2587                         if (vn_canvmio(vp) != TRUE)
2588                                 printf("getblk: VMIO on vnode type %d\n",
2589                                         vp->v_type);
2590 #endif
2591                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
2592                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
2593                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
2594                 } else {
2595                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
2596                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
2597                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
2598                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
2599                 }
2600
2601                 allocbuf(bp, size);
2602                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2603         }
2604         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
2605         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) == 1, ("getblk: bp %p not locked",bp));
2606         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
2607             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
2608         return (bp);
2609 }
2610
2611 /*
2612  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
2613  * set to B_INVAL.
2614  */
2615 struct buf *
2616 geteblk(int size)
2617 {
2618         struct buf *bp;
2619         int maxsize;
2620
2621         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2622         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, maxsize)) == 0)
2623                 continue;
2624         allocbuf(bp, size);
2625         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2626         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) == 1, ("geteblk: bp %p not locked",bp));
2627         return (bp);
2628 }
2629
2630
2631 /*
2632  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2633  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2634  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2635  * resize a buffer up or down.
2636  *
2637  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2638  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
2639  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
2640  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2641  *
2642  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2643  * B_CACHE for the non-VMIO case.
2644  */
2645
2646 int
2647 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2648 {
2649         int newbsize, mbsize;
2650         int i;
2651
2652         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
2653                 panic("allocbuf: buffer not busy");
2654
2655         if (bp->b_kvasize < size)
2656                 panic("allocbuf: buffer too small");
2657
2658         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2659                 caddr_t origbuf;
2660                 int origbufsize;
2661                 /*
2662                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
2663                  * mess with B_CACHE.
2664                  */
2665                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2666                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2667                         newbsize = mbsize;
2668                 else
2669                         newbsize = round_page(size);
2670
2671                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2672                         /*
2673                          * malloced buffers are not shrunk
2674                          */
2675                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2676                                 if (newbsize) {
2677                                         bp->b_bcount = size;
2678                                 } else {
2679                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
2680                                         if (bp->b_bufsize) {
2681                                                 atomic_subtract_int(
2682                                                     &bufmallocspace,
2683                                                     bp->b_bufsize);
2684                                                 bufspacewakeup();
2685                                                 bp->b_bufsize = 0;
2686                                         }
2687                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2688                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2689                                         bp->b_bcount = 0;
2690                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2691                                 }
2692                                 return 1;
2693                         }               
2694                         vm_hold_free_pages(
2695                             bp,
2696                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
2697                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
2698                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
2699                         /*
2700                          * We only use malloced memory on the first allocation.
2701                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
2702                          * grows.
2703                          */
2704                         /*
2705                          * There is a potential smp race here that could lead
2706                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
2707                          * is probably extremely rare and not worth worrying
2708                          * over.
2709                          */
2710                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
2711                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
2712                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
2713
2714                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
2715                                 bp->b_bufsize = mbsize;
2716                                 bp->b_bcount = size;
2717                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
2718                                 atomic_add_int(&bufmallocspace, mbsize);
2719                                 return 1;
2720                         }
2721                         origbuf = NULL;
2722                         origbufsize = 0;
2723                         /*
2724                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
2725                          * then we revert to the page-allocation scheme.
2726                          */
2727                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2728                                 origbuf = bp->b_data;
2729                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
2730                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2731                                 if (bp->b_bufsize) {
2732                                         atomic_subtract_int(&bufmallocspace,
2733                                             bp->b_bufsize);
2734                                         bufspacewakeup();
2735                                         bp->b_bufsize = 0;
2736                                 }
2737                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2738                                 newbsize = round_page(newbsize);
2739                         }
2740                         vm_hold_load_pages(
2741                             bp,
2742                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
2743                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
2744                         if (origbuf) {
2745                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
2746                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
2747                         }
2748                 }
2749         } else {
2750                 int desiredpages;
2751
2752                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2753                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
2754                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
2755
2756                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2757                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
2758                 /*
2759                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
2760                  * 0-length.
2761                  */
2762                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2763                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2764
2765                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2766                         /*
2767                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
2768                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
2769                          * if we have to remove any pages.
2770                          */
2771                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
2772                                 vm_page_t m;
2773
2774                                 VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2775                                 vm_page_lock_queues();
2776                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2777                                         /*
2778                                          * the page is not freed here -- it
2779                                          * is the responsibility of 
2780                                          * vnode_pager_setsize
2781                                          */
2782                                         m = bp->b_pages[i];
2783                                         KASSERT(m != bogus_page,
2784                                             ("allocbuf: bogus page found"));
2785                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m, TRUE, "biodep"))
2786                                                 vm_page_lock_queues();
2787
2788                                         bp->b_pages[i] = NULL;
2789                                         vm_page_unwire(m, 0);
2790                                 }
2791                                 vm_page_unlock_queues();
2792                                 VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2793                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2794                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_npages - desiredpages));
2795                                 bp->b_npages = desiredpages;
2796                         }
2797                 } else if (size > bp->b_bcount) {
2798                         /*
2799                          * We are growing the buffer, possibly in a 
2800                          * byte-granular fashion.
2801                          */
2802                         struct vnode *vp;
2803                         vm_object_t obj;
2804                         vm_offset_t toff;
2805                         vm_offset_t tinc;
2806
2807                         /*
2808                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
2809                          * allocating them if necessary.  We must clear
2810                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
2811                          * range covered by the buffer.
2812                          */
2813
2814                         vp = bp->b_vp;
2815                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2816
2817                         VM_OBJECT_LOCK(obj);
2818                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
2819                                 vm_page_t m;
2820                                 vm_pindex_t pi;
2821
2822                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages;
2823                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
2824                                         /*
2825                                          * note: must allocate system pages
2826                                          * since blocking here could intefere
2827                                          * with paging I/O, no matter which
2828                                          * process we are.
2829                                          */
2830                                         m = vm_page_alloc(obj, pi,
2831                                             VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SYSTEM |
2832                                             VM_ALLOC_WIRED);
2833                                         if (m == NULL) {
2834                                                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
2835                                                     desiredpages - bp->b_npages);
2836                                                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2837                                                 VM_WAIT;
2838                                                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
2839                                         } else {
2840                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2841                                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2842                                                 ++bp->b_npages;
2843                                         }
2844                                         continue;
2845                                 }
2846
2847                                 /*
2848                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
2849                                  * retry because it might have gotten freed out
2850                                  * from under us.
2851                                  *
2852                                  * We can only test PG_BUSY here.  Blocking on
2853                                  * m->busy might lead to a deadlock:
2854                                  *
2855                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
2856                                  *
2857                                  */
2858                                 vm_page_lock_queues();
2859                                 if (vm_page_sleep_if_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
2860                                         continue;
2861
2862                                 /*
2863                                  * We have a good page.  Should we wakeup the
2864                                  * page daemon?
2865                                  */
2866                                 if ((curproc != pageproc) &&
2867                                     (VM_PAGE_INQUEUE1(m, PQ_CACHE)) &&
2868                                     ((cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count) <
2869                                         (cnt.v_free_min + cnt.v_cache_min))) {
2870                                         pagedaemon_wakeup();
2871                                 }
2872                                 vm_page_wire(m);
2873                                 vm_page_unlock_queues();
2874                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2875                                 ++bp->b_npages;
2876                         }
2877
2878                         /*
2879                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
2880                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
2881                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
2882                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
2883                          * aligned range ( newbsize ).
2884                          *
2885                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
2886                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
2887                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
2888                          * fails with NFS if the server or some other client
2889                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
2890                          * B_CACHE may remain set! XXX
2891                          */
2892
2893                         toff = bp->b_bcount;
2894                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
2895
2896                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
2897                                 vm_pindex_t pi;
2898
2899                                 if (tinc > (size - toff))
2900                                         tinc = size - toff;
2901
2902                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
2903                                     PAGE_SHIFT;
2904
2905                                 vfs_buf_test_cache(
2906                                     bp, 
2907                                     bp->b_offset,
2908                                     toff, 
2909                                     tinc, 
2910                                     bp->b_pages[pi]
2911                                 );
2912                                 toff += tinc;
2913                                 tinc = PAGE_SIZE;
2914                         }
2915                         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2916
2917                         /*
2918                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
2919                          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but 
2920                          * bp->b_offset may be offset into the first page.
2921                          */
2922
2923                         bp->b_data = (caddr_t)
2924                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
2925                         pmap_qenter(
2926                             (vm_offset_t)bp->b_data,
2927                             bp->b_pages, 
2928                             bp->b_npages
2929                         );
2930                         
2931                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
2932                             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
2933                 }
2934         }
2935         if (newbsize < bp->b_bufsize)
2936                 bufspacewakeup();
2937         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
2938         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
2939         return 1;
2940 }
2941
2942 void
2943 biodone(struct bio *bp)
2944 {
2945         void (*done)(struct bio *);
2946
2947         mtx_lock(&bdonelock);
2948         bp->bio_flags |= BIO_DONE;
2949         done = bp->bio_done;
2950         if (done == NULL)
2951                 wakeup(bp);
2952         mtx_unlock(&bdonelock);
2953         if (done != NULL)
2954                 done(bp);
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Wait for a BIO to finish.
2959  *
2960  * XXX: resort to a timeout for now.  The optimal locking (if any) for this
2961  * case is not yet clear.
2962  */
2963 int
2964 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
2965 {
2966
2967         mtx_lock(&bdonelock);
2968         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
2969                 msleep(bp, &bdonelock, PRIBIO, wchan, hz / 10);
2970         mtx_unlock(&bdonelock);
2971         if (bp->bio_error != 0)
2972                 return (bp->bio_error);
2973         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
2974                 return (0);
2975         return (EIO);
2976 }
2977
2978 void
2979 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
2980 {
2981         
2982         if (error) {
2983                 bp->bio_error = error;
2984                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
2985         }
2986         if (stat != NULL)
2987                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
2988         biodone(bp);
2989 }
2990
2991 /*
2992  *      bufwait:
2993  *
2994  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
2995  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
2996  *      error and cleared.
2997  */
2998 int
2999 bufwait(struct buf *bp)
3000 {
3001         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3002                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3003         else
3004                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3005         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3006                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3007                 return (EINTR);
3008         }
3009         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3010                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3011         } else {
3012                 return (0);
3013         }
3014 }
3015
3016  /*
3017   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3018   */
3019 static void
3020 bufdonebio(struct bio *bip)
3021 {
3022         struct buf *bp;
3023
3024         bp = bip->bio_caller2;
3025         bp->b_resid = bp->b_bcount - bip->bio_completed;
3026         bp->b_resid = bip->bio_resid;   /* XXX: remove */
3027         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3028         bp->b_error = bip->bio_error;
3029         if (bp->b_error)
3030                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3031         bufdone(bp);
3032         g_destroy_bio(bip);
3033 }
3034
3035 void
3036 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3037 {
3038         struct cdevsw *csw;
3039         struct bio *bip;
3040
3041         if ((!bp->b_iocmd) || (bp->b_iocmd & (bp->b_iocmd - 1)))
3042                 panic("b_iocmd botch");
3043         for (;;) {
3044                 bip = g_new_bio();
3045                 if (bip != NULL)
3046                         break;
3047                 /* Try again later */
3048                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3049         }
3050         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3051         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3052         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3053         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3054         bip->bio_data = bp->b_data;
3055         bip->bio_done = bufdonebio;
3056         bip->bio_caller2 = bp;
3057         bip->bio_dev = dev;
3058         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3059             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s)",
3060             devtoname(dev)));
3061         csw = dev_refthread(dev);
3062         if (csw == NULL) {
3063                 bp->b_error = ENXIO;
3064                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3065                 bufdone(bp);
3066                 return;
3067         }
3068         (*csw->d_strategy)(bip);
3069         dev_relthread(dev);
3070 }
3071
3072 /*
3073  *      bufdone:
3074  *
3075  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3076  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3077  *      not allowed.
3078  *
3079  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3080  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3081  *      assuming B_INVAL is clear.
3082  *
3083  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3084  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3085  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3086  *
3087  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3088  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3089  *      in the biodone routine.
3090  */
3091 void
3092 bufdone(struct buf *bp)
3093 {
3094         struct bufobj *dropobj;
3095         void    (*biodone)(struct buf *);
3096
3097         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3098         dropobj = NULL;
3099
3100         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) > 0, ("biodone: bp %p not busy %d", bp,
3101             BUF_REFCNT(bp)));
3102         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3103
3104         runningbufwakeup(bp);
3105         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3106                 dropobj = bp->b_bufobj;
3107         /* call optional completion function if requested */
3108         if (bp->b_iodone != NULL) {
3109                 biodone = bp->b_iodone;
3110                 bp->b_iodone = NULL;
3111                 (*biodone) (bp);
3112                 if (dropobj)
3113                         bufobj_wdrop(dropobj);
3114                 return;
3115         }
3116
3117         bufdone_finish(bp);
3118
3119         if (dropobj)
3120                 bufobj_wdrop(dropobj);
3121 }
3122
3123 void
3124 bufdone_finish(struct buf *bp)
3125 {
3126         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) > 0, ("biodone: bp %p not busy %d", bp,
3127             BUF_REFCNT(bp)));
3128
3129         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
3130                 buf_complete(bp);
3131
3132         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3133                 int i;
3134                 vm_ooffset_t foff;
3135                 vm_page_t m;
3136                 vm_object_t obj;
3137                 int iosize;
3138                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3139
3140                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3141
3142 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3143                 mp_fixme("usecount and vflag accessed without locks.");
3144                 if (vp->v_usecount == 0) {
3145                         panic("biodone: zero vnode ref count");
3146                 }
3147
3148                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3149                         ("biodone: vnode %p has no vm_object", vp));
3150 #endif
3151
3152                 foff = bp->b_offset;
3153                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3154                     ("biodone: no buffer offset"));
3155
3156                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
3157 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3158                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_npages) {
3159                         printf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_npages(%d)\n",
3160                             obj->paging_in_progress, bp->b_npages);
3161                 }
3162 #endif
3163
3164                 /*
3165                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3166                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3167                  * routines.
3168                  */
3169                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3170                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3171                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3172                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3173                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3174                 }
3175                 vm_page_lock_queues();
3176                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3177                         int bogusflag = 0;
3178                         int resid;
3179
3180                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3181                         if (resid > iosize)
3182                                 resid = iosize;
3183
3184                         /*
3185                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3186                          */
3187                         m = bp->b_pages[i];
3188                         if (m == bogus_page) {
3189                                 bogusflag = 1;
3190                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3191                                 if (m == NULL)
3192                                         panic("biodone: page disappeared!");
3193                                 bp->b_pages[i] = m;
3194                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3195                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3196                         }
3197 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3198                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3199                                 printf(
3200 "biodone: foff(%jd)/m->pindex(%ju) mismatch\n",
3201                                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex);
3202                         }
3203 #endif
3204
3205                         /*
3206                          * In the write case, the valid and clean bits are
3207                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3208                          * only need to do this here in the read case.
3209                          */
3210                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3211                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3212                         }
3213
3214                         /*
3215                          * when debugging new filesystems or buffer I/O methods, this
3216                          * is the most common error that pops up.  if you see this, you
3217                          * have not set the page busy flag correctly!!!
3218                          */
3219                         if (m->busy == 0) {
3220                                 printf("biodone: page busy < 0, "
3221                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
3222                                     "resid: %d, index: %d\n",
3223                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
3224                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
3225                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
3226                                         printf(" iosize: %jd, lblkno: %jd, flags: 0x%x, npages: %d\n",
3227                                             (intmax_t)bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3228                                             (intmax_t) bp->b_lblkno,
3229                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
3230                                 else
3231                                         printf(" VDEV, lblkno: %jd, flags: 0x%x, npages: %d\n",
3232                                             (intmax_t) bp->b_lblkno,
3233                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
3234                                 printf(" valid: 0x%lx, dirty: 0x%lx, wired: %d\n",
3235                                     (u_long)m->valid, (u_long)m->dirty,
3236                                     m->wire_count);
3237                                 panic("biodone: page busy < 0\n");
3238                         }
3239                         vm_page_io_finish(m);
3240                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3241                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3242                         iosize -= resid;
3243                 }
3244                 vm_page_unlock_queues();
3245                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3246                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3247         }
3248
3249         /*
3250          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3251          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3252          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3253          */
3254
3255         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3256                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3257                         brelse(bp);
3258                 else
3259                         bqrelse(bp);
3260         } else
3261                 bdone(bp);
3262 }
3263
3264 /*
3265  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3266  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3267  * consistant.
3268  */
3269 void
3270 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3271 {
3272         int i;
3273         vm_object_t obj;
3274         vm_page_t m;
3275
3276         runningbufwakeup(bp);
3277         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3278                 return;
3279
3280         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3281         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3282         vm_page_lock_queues();
3283         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3284                 m = bp->b_pages[i];
3285                 if (m == bogus_page) {
3286                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3287                         if (!m)
3288                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3289                         bp->b_pages[i] = m;
3290                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3291                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3292                 }
3293                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3294                 vm_page_io_finish(m);
3295         }
3296         vm_page_unlock_queues();
3297         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3298         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3299 }
3300
3301 /*
3302  * vfs_page_set_valid:
3303  *
3304  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3305  *      range is restricted to the buffer's size.
3306  *
3307  *      This routine is typically called after a read completes.
3308  */
3309 static void
3310 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, int pageno, vm_page_t m)
3311 {
3312         vm_ooffset_t soff, eoff;
3313
3314         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
3315         /*
3316          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3317          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3318          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3319          * of the buffer.
3320          */
3321         soff = off;
3322         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3323         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3324                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3325
3326         /*
3327          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3328          * entire page.
3329          */
3330         if (eoff > soff) {
3331                 vm_page_set_validclean(
3332                     m,
3333                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3334                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3335                 );
3336         }
3337 }
3338
3339 /*
3340  * This routine is called before a device strategy routine.
3341  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3342  * progress, and treat the pages associated with the buffer
3343  * almost as being PG_BUSY.  Also the object paging_in_progress
3344  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
3345  * inconsistant.
3346  *
3347  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3348  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3349  * and should be ignored.
3350  */
3351 void
3352 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
3353 {
3354         int i, bogus;
3355         vm_object_t obj;
3356         vm_ooffset_t foff;
3357         vm_page_t m;
3358
3359         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3360                 return;
3361
3362         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3363         foff = bp->b_offset;
3364         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3365             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
3366         vfs_setdirty(bp);
3367         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3368 retry:
3369         vm_page_lock_queues();
3370         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3371                 m = bp->b_pages[i];
3372
3373                 if (vm_page_sleep_if_busy(m, FALSE, "vbpage"))
3374                         goto retry;
3375         }
3376         bogus = 0;
3377         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3378                 m = bp->b_pages[i];
3379
3380                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
3381                         vm_object_pip_add(obj, 1);
3382                         vm_page_io_start(m);
3383                 }
3384                 /*
3385                  * When readying a buffer for a read ( i.e
3386                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
3387                  * bogus_page replacement for valid pages in 
3388                  * partially instantiated buffers.  Partially 
3389                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
3390                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
3391                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
3392                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
3393                  * first place ).  The replacement prevents the read
3394                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
3395                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
3396                  * It may not work properly with small-block devices.
3397                  * We need to find a better way.
3398                  */
3399                 pmap_remove_all(m);
3400                 if (clear_modify)
3401                         vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3402                 else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3403                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
3404                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
3405                         bogus++;
3406                 }
3407                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3408         }
3409         vm_page_unlock_queues();
3410         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3411         if (bogus)
3412                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3413                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3414 }
3415
3416 /*
3417  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3418  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3419  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3420  *
3421  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3422  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3423  */
3424 static void
3425 vfs_clean_pages(struct buf *bp)
3426 {
3427         int i;
3428         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3429         vm_page_t m;
3430
3431         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3432                 return;
3433
3434         foff = bp->b_offset;
3435         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3436             ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
3437         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3438         vm_page_lock_queues();
3439         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3440                 m = bp->b_pages[i];
3441                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3442                 eoff = noff;
3443
3444                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3445                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3446                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3447                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3448                 foff = noff;
3449         }
3450         vm_page_unlock_queues();
3451         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3452 }
3453
3454 /*
3455  *      vfs_bio_set_validclean:
3456  *
3457  *      Set the range within the buffer to valid and clean.  The range is 
3458  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that b_offset
3459  *      itself may be offset from the beginning of the first page.
3460  *
3461  */
3462
3463 void   
3464 vfs_bio_set_validclean(struct buf *bp, int base, int size)
3465 {
3466         int i, n;
3467         vm_page_t m;
3468
3469         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3470                 return;
3471         /*
3472          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
3473          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
3474          * first page that can be validated.
3475          */
3476
3477         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3478         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
3479
3480         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3481         vm_page_lock_queues();
3482         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
3483                 m = bp->b_pages[i];
3484                 if (n > size)
3485                         n = size;
3486                 vm_page_set_validclean(m, base & PAGE_MASK, n);
3487                 base += n;
3488                 size -= n;
3489                 n = PAGE_SIZE;
3490         }
3491         vm_page_unlock_queues();
3492         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3493 }
3494
3495 /*
3496  *      vfs_bio_clrbuf:
3497  *
3498  *      clear a buffer.  This routine essentially fakes an I/O, so we need
3499  *      to clear BIO_ERROR and B_INVAL.
3500  *
3501  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
3502  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
3503  */
3504
3505 void
3506 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
3507 {
3508         int i, j, mask = 0;
3509         caddr_t sa, ea;
3510
3511         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
3512                 clrbuf(bp);
3513                 return;
3514         }
3515
3516         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
3517         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
3518         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3519         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
3520             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
3521                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
3522                         goto unlock;
3523                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
3524                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[0]->object, MA_OWNED);
3525                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
3526                         goto unlock;
3527                 if (((bp->b_pages[0]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
3528                     ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0)) {
3529                         bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
3530                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
3531                         goto unlock;
3532                 }
3533         }
3534         ea = sa = bp->b_data;
3535         for(i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = ea) {
3536                 ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
3537                 ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
3538                     (u_long)(vm_offset_t)ea,
3539                     (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
3540                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
3541                         continue;
3542                 j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
3543                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
3544                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[i]->object, MA_OWNED);
3545                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
3546                         continue;
3547                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0) {
3548                         if ((bp->b_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0)
3549                                 bzero(sa, ea - sa);
3550                 } else {
3551                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
3552                                 if (((bp->b_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
3553                                     (bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0)
3554                                         bzero(sa, DEV_BSIZE);
3555                         }
3556                 }
3557                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
3558         }
3559 unlock:
3560         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3561         bp->b_resid = 0;
3562 }
3563
3564 /*
3565  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
3566  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
3567  * not associated with a file object.
3568  */
3569 static void
3570 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3571 {
3572         vm_offset_t pg;
3573         vm_page_t p;
3574         int index;
3575
3576         to = round_page(to);
3577         from = round_page(from);
3578         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3579
3580         VM_OBJECT_LOCK(kernel_object);
3581         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3582 tryagain:
3583                 /*
3584                  * note: must allocate system pages since blocking here
3585                  * could intefere with paging I/O, no matter which
3586                  * process we are.
3587                  */
3588                 p = vm_page_alloc(kernel_object,
3589                         ((pg - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT),
3590                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED);
3591                 if (!p) {
3592                         atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
3593                             (to - pg) >> PAGE_SHIFT);
3594                         VM_OBJECT_UNLOCK(kernel_object);
3595                         VM_WAIT;
3596                         VM_OBJECT_LOCK(kernel_object);
3597                         goto tryagain;
3598                 }
3599                 p->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3600                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
3601                 bp->b_pages[index] = p;
3602         }
3603         VM_OBJECT_UNLOCK(kernel_object);
3604         bp->b_npages = index;
3605 }
3606
3607 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
3608 static void
3609 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3610 {
3611         vm_offset_t pg;
3612         vm_page_t p;
3613         int index, newnpages;
3614
3615         from = round_page(from);
3616         to = round_page(to);
3617         newnpages = index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3618
3619         VM_OBJECT_LOCK(kernel_object);
3620         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3621                 p = bp->b_pages[index];
3622                 if (p && (index < bp->b_npages)) {
3623                         if (p->busy) {
3624                                 printf(
3625                             "vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
3626                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
3627                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
3628                         }
3629                         bp->b_pages[index] = NULL;
3630                         pmap_qremove(pg, 1);
3631                         vm_page_lock_queues();
3632                         vm_page_unwire(p, 0);
3633                         vm_page_free(p);
3634                         vm_page_unlock_queues();
3635                 }
3636         }
3637         VM_OBJECT_UNLOCK(kernel_object);
3638         bp->b_npages = newnpages;
3639 }
3640
3641 /*
3642  * Map an IO request into kernel virtual address space.
3643  *
3644  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
3645  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
3646  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
3647  *
3648  * Note that even if the caller determines that the address space should
3649  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
3650  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
3651  * check the return value.
3652  */
3653 int
3654 vmapbuf(struct buf *bp)
3655 {
3656         caddr_t addr, kva;
3657         vm_prot_t prot;
3658         int pidx, i;
3659         struct vm_page *m;
3660         struct pmap *pmap = &curproc->p_vmspace->vm_pmap;
3661
3662         if (bp->b_bufsize < 0)
3663                 return (-1);
3664         prot = VM_PROT_READ;
3665         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3666                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
3667         for (addr = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), pidx = 0;
3668              addr < bp->b_data + bp->b_bufsize;
3669              addr += PAGE_SIZE, pidx++) {
3670                 /*
3671                  * Do the vm_fault if needed; do the copy-on-write thing
3672                  * when reading stuff off device into memory.
3673                  *
3674                  * NOTE! Must use pmap_extract() because addr may be in
3675                  * the userland address space, and kextract is only guarenteed
3676                  * to work for the kernland address space (see: sparc64 port).
3677                  */
3678 retry:
3679                 if (vm_fault_quick(addr >= bp->b_data ? addr : bp->b_data,
3680                     prot) < 0) {
3681                         vm_page_lock_queues();
3682                         for (i = 0; i < pidx; ++i) {
3683                                 vm_page_unhold(bp->b_pages[i]);
3684                                 bp->b_pages[i] = NULL;
3685                         }
3686                         vm_page_unlock_queues();
3687                         return(-1);
3688                 }
3689                 m = pmap_extract_and_hold(pmap, (vm_offset_t)addr, prot);
3690                 if (m == NULL)
3691                         goto retry;
3692                 bp->b_pages[pidx] = m;
3693         }
3694         if (pidx > btoc(MAXPHYS))
3695                 panic("vmapbuf: mapped more than MAXPHYS");
3696         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
3697         
3698         kva = bp->b_saveaddr;
3699         bp->b_npages = pidx;
3700         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
3701         bp->b_data = kva + (((vm_offset_t) bp->b_data) & PAGE_MASK);
3702         return(0);
3703 }
3704
3705 /*
3706  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
3707  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
3708  */
3709 void
3710 vunmapbuf(struct buf *bp)
3711 {
3712         int pidx;
3713         int npages;
3714
3715         npages = bp->b_npages;
3716         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
3717         vm_page_lock_queues();
3718         for (pidx = 0; pidx < npages; pidx++)
3719                 vm_page_unhold(bp->b_pages[pidx]);
3720         vm_page_unlock_queues();
3721
3722         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3723 }
3724
3725 void
3726 bdone(struct buf *bp)
3727 {
3728
3729         mtx_lock(&bdonelock);
3730         bp->b_flags |= B_DONE;
3731         wakeup(bp);
3732         mtx_unlock(&bdonelock);
3733 }
3734
3735 void
3736 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
3737 {
3738
3739         mtx_lock(&bdonelock);
3740         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
3741                 msleep(bp, &bdonelock, pri, wchan, 0);
3742         mtx_unlock(&bdonelock);
3743 }
3744
3745 int
3746 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor, struct thread *td)
3747 {
3748
3749         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, td));
3750 }
3751
3752 void
3753 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
3754 {
3755         int i = 0;
3756         struct vnode *vp;
3757
3758         vp = bp->b_vp;
3759         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
3760         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
3761             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
3762         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
3763         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
3764 }
3765
3766 void
3767 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
3768 {
3769
3770         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3771         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3772         bo->bo_numoutput++;
3773 }
3774
3775 void
3776 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
3777 {
3778
3779         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3780         BO_LOCK(bo);
3781         bo->bo_numoutput++;
3782         BO_UNLOCK(bo);
3783 }
3784
3785 void
3786 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
3787 {
3788
3789         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
3790         BO_LOCK(bo);
3791         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
3792         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
3793                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
3794                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
3795         }
3796         BO_UNLOCK(bo);
3797 }
3798
3799 int
3800 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
3801 {
3802         int error;
3803
3804         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
3805         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3806         error = 0;
3807         while (bo->bo_numoutput) {
3808                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
3809                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_MTX(bo),
3810                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
3811                 if (error)
3812                         break;
3813         }
3814         return (error);
3815 }
3816
3817 void
3818 bpin(struct buf *bp)
3819 {
3820         mtx_lock(&bpinlock);
3821         bp->b_pin_count++;
3822         mtx_unlock(&bpinlock);
3823 }
3824
3825 void
3826 bunpin(struct buf *bp)
3827 {
3828         mtx_lock(&bpinlock);
3829         if (--bp->b_pin_count == 0)
3830                 wakeup(bp);
3831         mtx_unlock(&bpinlock);
3832 }
3833
3834 void
3835 bunpin_wait(struct buf *bp)
3836 {
3837         mtx_lock(&bpinlock);
3838         while (bp->b_pin_count > 0)
3839                 msleep(bp, &bpinlock, PRIBIO, "bwunpin", 0);
3840         mtx_unlock(&bpinlock);
3841 }
3842
3843 #include "opt_ddb.h"
3844 #ifdef DDB
3845 #include <ddb/ddb.h>
3846
3847 /* DDB command to show buffer data */
3848 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
3849 {
3850         /* get args */
3851         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
3852
3853         if (!have_addr) {
3854                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
3855                 return;
3856         }
3857
3858         db_printf("buf at %p\n", bp);
3859         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
3860         db_printf(
3861             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
3862             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd\n",
3863             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
3864             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno);
3865         if (bp->b_npages) {
3866                 int i;
3867                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
3868                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3869                         vm_page_t m;
3870                         m = bp->b_pages[i];
3871                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
3872                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3873                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
3874                                 db_printf(",");
3875                 }
3876                 db_printf("\n");
3877         }
3878         lockmgr_printinfo(&bp->b_lock);
3879 }
3880
3881 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
3882 {
3883         struct buf *bp;
3884         int i;
3885
3886         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
3887                 bp = &buf[i];
3888                 if (lockcount(&bp->b_lock)) {
3889                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
3890                         db_printf("\n");
3891                 }
3892         }
3893 }
3894 #endif /* DDB */