]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Update LLDB snapshot to upstream r216948 (git 50f7fe44)
[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  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
34  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
35  * sure that the performance degradation associated with schemes such
36  * as this is not realized.
37  *
38  * Author:  John S. Dyson
39  * Significant help during the development and debugging phases
40  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
41  *
42  * see man buf(9) for more info.
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/devicestat.h>
54 #include <sys/eventhandler.h>
55 #include <sys/fail.h>
56 #include <sys/limits.h>
57 #include <sys/lock.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/mount.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/kthread.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/resourcevar.h>
65 #include <sys/rwlock.h>
66 #include <sys/sysctl.h>
67 #include <sys/vmem.h>
68 #include <sys/vmmeter.h>
69 #include <sys/vnode.h>
70 #include <geom/geom.h>
71 #include <vm/vm.h>
72 #include <vm/vm_param.h>
73 #include <vm/vm_kern.h>
74 #include <vm/vm_pageout.h>
75 #include <vm/vm_page.h>
76 #include <vm/vm_object.h>
77 #include <vm/vm_extern.h>
78 #include <vm/vm_map.h>
79 #include "opt_compat.h"
80 #include "opt_swap.h"
81
82 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
83
84 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
85
86 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
87         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
88         .bop_write      =       bufwrite,
89         .bop_strategy   =       bufstrategy,
90         .bop_sync       =       bufsync,
91         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
92 };
93
94 /*
95  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
96  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
97  */
98 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
99 caddr_t unmapped_buf;
100
101 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
102 struct proc *bufdaemonproc;
103
104 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
105 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
106 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
107                 vm_offset_t to);
108 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
109 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
110                 vm_page_t m);
111 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
112 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
113 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
114 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
115                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
116 static int buf_flush(int);
117 static int flushbufqueues(int, int);
118 static void buf_daemon(void);
119 static void bremfreel(struct buf *bp);
120 static __inline void bd_wakeup(void);
121 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
122 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
123     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
124 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
125 #endif
126
127 int vmiodirenable = TRUE;
128 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
129     "Use the VM system for directory writes");
130 long runningbufspace;
131 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
132     "Amount of presently outstanding async buffer io");
133 static long bufspace;
134 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
135     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
136 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
137     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
138 #else
139 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
140     "Virtual memory used for buffers");
141 #endif
142 static long unmapped_bufspace;
143 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, unmapped_bufspace, CTLFLAG_RD,
144     &unmapped_bufspace, 0,
145     "Amount of unmapped buffers, inclusive in the bufspace");
146 static long maxbufspace;
147 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
148     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
149 static long bufmallocspace;
150 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
151     "Amount of malloced memory for buffers");
152 static long maxbufmallocspace;
153 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
154     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
155 static long lobufspace;
156 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
157     "Minimum amount of buffers we want to have");
158 long hibufspace;
159 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
160     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
161 static int bufreusecnt;
162 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
163     "Number of times we have reused a buffer");
164 static int buffreekvacnt;
165 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
166     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
167 static int bufdefragcnt;
168 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
169     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
170 static long lorunningspace;
171 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
172     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
173     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
174 static long hirunningspace;
175 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
176     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
177     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
178 int dirtybufferflushes;
179 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
180     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
181 int bdwriteskip;
182 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
183     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
184 int altbufferflushes;
185 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
186     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
187 static int recursiveflushes;
188 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
189     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
190 static int numdirtybuffers;
191 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
192     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
193 static int lodirtybuffers;
194 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
195     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
196 static int hidirtybuffers;
197 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
198     "When the number of dirty buffers is considered severe");
199 int dirtybufthresh;
200 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
201     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
202 static int numfreebuffers;
203 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
204     "Number of free buffers");
205 static int lofreebuffers;
206 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
207    "XXX Unused");
208 static int hifreebuffers;
209 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
210    "XXX Complicatedly unused");
211 static int getnewbufcalls;
212 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
213    "Number of calls to getnewbuf");
214 static int getnewbufrestarts;
215 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
216     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
217 static int mappingrestarts;
218 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
219     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
220     "unmapped buffer");
221 static int flushbufqtarget = 100;
222 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
223     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
224 static long notbufdflushes;
225 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes, 0,
226     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
227 static long barrierwrites;
228 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
229     "Number of barrier writes");
230 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
231     &unmapped_buf_allowed, 0,
232     "Permit the use of the unmapped i/o");
233
234 /*
235  * Lock for the non-dirty bufqueues
236  */
237 static struct mtx_padalign bqclean;
238
239 /*
240  * Lock for the dirty queue.
241  */
242 static struct mtx_padalign bqdirty;
243
244 /*
245  * This lock synchronizes access to bd_request.
246  */
247 static struct mtx_padalign bdlock;
248
249 /*
250  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
251  * waitrunningbufspace().
252  */
253 static struct mtx_padalign rbreqlock;
254
255 /*
256  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
257  */
258 static struct rwlock_padalign nblock;
259
260 /*
261  * Lock that protects bdirtywait.
262  */
263 static struct mtx_padalign bdirtylock;
264
265 /*
266  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
267  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
268  * is idling.
269  */
270 static int bd_request;
271
272 /*
273  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
274  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
275  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
276  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
277  */
278 static int bd_speedupreq;
279
280 /*
281  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
282  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
283  * really that bad.  it would be better to split the buffer
284  * for input in the case of buffers partially already in memory,
285  * but the code is intricate enough already.
286  */
287 vm_page_t bogus_page;
288
289 /*
290  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
291  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
292  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
293  */
294 static int runningbufreq;
295
296 /* 
297  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
298  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
299  * by and/or.
300  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountadd(), bwillwrite(),
301  * getnewbuf(), and getblk().
302  */
303 static volatile int needsbuffer;
304
305 /*
306  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
307  */
308 static int bdirtywait;
309
310 /*
311  * Definitions for the buffer free lists.
312  */
313 #define BUFFER_QUEUES   5       /* number of free buffer queues */
314
315 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
316 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
317 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
318 #define QUEUE_EMPTYKVA  3       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
319 #define QUEUE_EMPTY     4       /* empty buffer headers */
320 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
321
322 /* Queues for free buffers with various properties */
323 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
324 #ifdef INVARIANTS
325 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
326 #endif
327
328 /*
329  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
330  * buf_wmesg is referred from macros.
331  */
332 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
333
334 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
335 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
336 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
337
338 static int
339 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
340 {
341         long value;
342         int error;
343
344         value = *(long *)arg1;
345         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
346         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
347                 return (error);
348         mtx_lock(&rbreqlock);
349         if (arg1 == &hirunningspace) {
350                 if (value < lorunningspace)
351                         error = EINVAL;
352                 else
353                         hirunningspace = value;
354         } else {
355                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
356                     ("%s: unknown arg1", __func__));
357                 if (value > hirunningspace)
358                         error = EINVAL;
359                 else
360                         lorunningspace = value;
361         }
362         mtx_unlock(&rbreqlock);
363         return (error);
364 }
365
366 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
367     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
368 static int
369 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
370 {
371         long lvalue;
372         int ivalue;
373
374         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
375                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
376         lvalue = *(long *)arg1;
377         if (lvalue > INT_MAX)
378                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
379                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
380         ivalue = lvalue;
381         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
382 }
383 #endif
384
385 /*
386  *      bqlock:
387  *
388  *      Return the appropriate queue lock based on the index.
389  */
390 static inline struct mtx *
391 bqlock(int qindex)
392 {
393
394         if (qindex == QUEUE_DIRTY)
395                 return (struct mtx *)(&bqdirty);
396         return (struct mtx *)(&bqclean);
397 }
398
399 /*
400  *      bdirtywakeup:
401  *
402  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
403  */
404 static void
405 bdirtywakeup(void)
406 {
407         mtx_lock(&bdirtylock);
408         if (bdirtywait) {
409                 bdirtywait = 0;
410                 wakeup(&bdirtywait);
411         }
412         mtx_unlock(&bdirtylock);
413 }
414
415 /*
416  *      bdirtysub:
417  *
418  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
419  *      threads blocked in bwillwrite().
420  */
421 static void
422 bdirtysub(void)
423 {
424
425         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, -1) ==
426             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
427                 bdirtywakeup();
428 }
429
430 /*
431  *      bdirtyadd:
432  *
433  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
434  *      daemon if needed.
435  */
436 static void
437 bdirtyadd(void)
438 {
439
440         /*
441          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
442          * buf daemon will keep running until the condition clears.
443          */
444         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, 1) ==
445             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
446                 bd_wakeup();
447 }
448
449 /*
450  *      bufspacewakeup:
451  *
452  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
453  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
454  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
455  *      bp's get placed back in the queues.
456  */
457
458 static __inline void
459 bufspacewakeup(void)
460 {
461         int need_wakeup, on;
462
463         /*
464          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
465          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
466          * process will be able to now.
467          */
468         rw_rlock(&nblock);
469         for (;;) {
470                 need_wakeup = 0;
471                 on = needsbuffer;
472                 if ((on & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) == 0)
473                         break;
474                 need_wakeup = 1;
475                 if (atomic_cmpset_rel_int(&needsbuffer, on,
476                     on & ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE))
477                         break;
478         }
479         if (need_wakeup)
480                 wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
481         rw_runlock(&nblock);
482 }
483
484 /*
485  *      runningwakeup:
486  *
487  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
488  *      below lorunningspace.
489  */
490 static void
491 runningwakeup(void)
492 {
493
494         mtx_lock(&rbreqlock);
495         if (runningbufreq) {
496                 runningbufreq = 0;
497                 wakeup(&runningbufreq);
498         }
499         mtx_unlock(&rbreqlock);
500 }
501
502 /*
503  *      runningbufwakeup:
504  *
505  *      Decrement the outstanding write count according.
506  */
507 void
508 runningbufwakeup(struct buf *bp)
509 {
510         long space, bspace;
511
512         bspace = bp->b_runningbufspace;
513         if (bspace == 0)
514                 return;
515         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
516         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
517             space, bspace));
518         bp->b_runningbufspace = 0;
519         /*
520          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
521          * the threshold to falling below it.
522          */
523         if (space < lorunningspace)
524                 return;
525         if (space - bspace > lorunningspace)
526                 return;
527         runningwakeup();
528 }
529
530 /*
531  *      bufcountadd:
532  *
533  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
534  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
535  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
536  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
537  */
538 static __inline void
539 bufcountadd(struct buf *bp)
540 {
541         int mask, need_wakeup, old, on;
542
543         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
544             ("buf %p already counted as free", bp));
545         bp->b_flags |= B_INFREECNT;
546         old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, 1);
547         KASSERT(old >= 0 && old < nbuf,
548             ("numfreebuffers climbed to %d", old + 1));
549         mask = VFS_BIO_NEED_ANY;
550         if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
551                 mask |= VFS_BIO_NEED_FREE;
552         rw_rlock(&nblock);
553         for (;;) {
554                 need_wakeup = 0;
555                 on = needsbuffer;
556                 if (on == 0)
557                         break;
558                 need_wakeup = 1;
559                 if (atomic_cmpset_rel_int(&needsbuffer, on, on & ~mask))
560                         break;
561         }
562         if (need_wakeup)
563                 wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
564         rw_runlock(&nblock);
565 }
566
567 /*
568  *      bufcountsub:
569  *
570  *      Decrement the numfreebuffers count as needed.
571  */
572 static void
573 bufcountsub(struct buf *bp)
574 {
575         int old;
576
577         /*
578          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
579          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
580          * numfreebuffers.
581          */
582         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
583                 KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0,
584                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
585                 bp->b_flags &= ~B_INFREECNT;
586                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
587                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
588         }
589 }
590
591 /*
592  *      waitrunningbufspace()
593  *
594  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
595  *      running.  This routine is used in async-write situations to
596  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
597  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
598  *
599  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
600  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
601  *      caller's write has reached the device.
602  */
603 void
604 waitrunningbufspace(void)
605 {
606
607         mtx_lock(&rbreqlock);
608         while (runningbufspace > hirunningspace) {
609                 runningbufreq = 1;
610                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
611         }
612         mtx_unlock(&rbreqlock);
613 }
614
615
616 /*
617  *      vfs_buf_test_cache:
618  *
619  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
620  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
621  *      valid data.
622  */
623 static __inline
624 void
625 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
626                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
627                   vm_page_t m)
628 {
629
630         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
631         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
632                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
633                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
634                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
635         }
636 }
637
638 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
639 static __inline void
640 bd_wakeup(void)
641 {
642
643         mtx_lock(&bdlock);
644         if (bd_request == 0) {
645                 bd_request = 1;
646                 wakeup(&bd_request);
647         }
648         mtx_unlock(&bdlock);
649 }
650
651 /*
652  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
653  */
654 void
655 bd_speedup(void)
656 {
657         int needwake;
658
659         mtx_lock(&bdlock);
660         needwake = 0;
661         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
662                 needwake = 1;
663         bd_speedupreq = 1;
664         bd_request = 1;
665         if (needwake)
666                 wakeup(&bd_request);
667         mtx_unlock(&bdlock);
668 }
669
670 #ifndef NSWBUF_MIN
671 #define NSWBUF_MIN      16
672 #endif
673
674 #ifdef __i386__
675 #define TRANSIENT_DENOM 5
676 #else
677 #define TRANSIENT_DENOM 10
678 #endif
679
680 /*
681  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
682  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
683  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
684  * being reserved at this time.
685  */
686 caddr_t
687 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
688 {
689         int tuned_nbuf;
690         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
691
692         /*
693          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
694          * PAGE_SIZE is >= 1K)
695          */
696         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
697
698         /*
699          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
700          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
701          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
702          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
703          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
704          * maxbcache bytes.
705          *
706          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
707          */
708         if (nbuf == 0) {
709                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
710
711                 nbuf = 50;
712                 if (physmem_est > 4096)
713                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
714                             65536 / factor);
715                 if (physmem_est > 65536)
716                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
717                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
718
719                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
720                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
721                 tuned_nbuf = 1;
722         } else
723                 tuned_nbuf = 0;
724
725         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
726         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
727         if (nbuf > maxbuf) {
728                 if (!tuned_nbuf)
729                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
730                             maxbuf);
731                 nbuf = maxbuf;
732         }
733
734         /*
735          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
736          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
737          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
738          *
739          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
740          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
741          * maximum buffer map extent on the platform.
742          *
743          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
744          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
745          * with ample KVA space.
746          */
747         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
748                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
749                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
750                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
751                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
752                         /*
753                          * There is more KVA than memory.  Do not
754                          * adjust buffer map size, and assign the rest
755                          * of maxbuf to transient map.
756                          */
757                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
758                 } else {
759                         /*
760                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
761                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
762                          * the buffer map to the transient bio map.
763                          */
764                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
765                         buf_sz -= biotmap_sz;
766                 }
767                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
768                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
769                 else
770                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
771                 /*
772                  * Artifically limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
773                  * using the transient mapping.
774                  */
775                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
776                         bio_transient_maxcnt = 1024;
777                 if (tuned_nbuf)
778                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
779         }
780
781         /*
782          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
783          * We have no less then 16 and no more then 256.
784          */
785         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
786         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
787         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
788                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
789
790         /*
791          * Reserve space for the buffer cache buffers
792          */
793         swbuf = (void *)v;
794         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
795         buf = (void *)v;
796         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
797
798         return(v);
799 }
800
801 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
802 void
803 bufinit(void)
804 {
805         struct buf *bp;
806         int i;
807
808         mtx_init(&bqclean, "bufq clean lock", NULL, MTX_DEF);
809         mtx_init(&bqdirty, "bufq dirty lock", NULL, MTX_DEF);
810         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
811         rw_init(&nblock, "needsbuffer lock");
812         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
813         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
814
815         /* next, make a null set of free lists */
816         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
817                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
818
819         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
820         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
821                 bp = &buf[i];
822                 bzero(bp, sizeof *bp);
823                 bp->b_flags = B_INVAL | B_INFREECNT;
824                 bp->b_rcred = NOCRED;
825                 bp->b_wcred = NOCRED;
826                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
827                 bp->b_xflags = 0;
828                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
829                 BUF_LOCKINIT(bp);
830                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
831 #ifdef INVARIANTS
832                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
833 #endif
834         }
835
836         /*
837          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
838          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
839          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
840          * used by most other processes.  The differential is required to 
841          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
842          * be blocked waiting for buffer space.
843          *
844          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
845          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
846          * by the system.
847          */
848         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
849         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
850         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
851
852         /*
853          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
854          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
855          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
856          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
857          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
858          * hirunningspace.
859          */
860         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBSIZE),
861             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
862         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBSIZE);
863
864 /*
865  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
866  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
867  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
868  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
869  * (small) directories.
870  */
871         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
872
873 /*
874  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
875  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
876  */
877         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
878         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
879         numdirtybuffers = 0;
880 /*
881  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
882  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
883  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
884  * BKVASIZE'd buffers.
885  */
886         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
887                 hidirtybuffers >>= 1;
888         }
889         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
890
891 /*
892  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
893  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
894  * emergency reserve.
895  */
896         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
897         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
898         numfreebuffers = nbuf;
899
900         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
901             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
902         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
903 }
904
905 #ifdef INVARIANTS
906 static inline void
907 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
908 {
909
910         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0,
911             ("mapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
912         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
913             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
914         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
915             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
916 }
917
918 static inline void
919 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
920 {
921
922         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == B_UNMAPPED,
923             ("unmapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
924         KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf,
925             ("unmapped buf: corrupted b_kvabase %p", bp));
926         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
927             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
928 }
929
930 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
931 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
932 #else
933 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
934 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
935 #endif
936
937 static void
938 bpmap_qenter(struct buf *bp)
939 {
940
941         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
942
943         /*
944          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
945          * bp->b_offset may be offset into the first page.
946          */
947         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
948         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
949         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
950             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
951 }
952
953 /*
954  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
955  *
956  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
957  */
958 static void
959 bfreekva(struct buf *bp)
960 {
961
962         if (bp->b_kvasize == 0)
963                 return;
964
965         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
966         atomic_subtract_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
967         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
968                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
969                 vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase,
970                     bp->b_kvasize);
971         } else {
972                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
973                 if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
974                         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvaalloc,
975                             bp->b_kvasize);
976                 }
977                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
978                 bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
979         }
980         bp->b_kvasize = 0;
981         bufspacewakeup();
982 }
983
984 /*
985  *      binsfree:
986  *
987  *      Insert the buffer into the appropriate free list.
988  */
989 static void
990 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
991 {
992         struct mtx *olock, *nlock;
993
994         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
995
996         olock = bqlock(bp->b_qindex);
997         nlock = bqlock(qindex);
998         mtx_lock(olock);
999         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1000         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1001                 bremfreel(bp);
1002
1003         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1004                 panic("binsfree: free buffer onto another queue???");
1005
1006         bp->b_qindex = qindex;
1007         if (olock != nlock) {
1008                 mtx_unlock(olock);
1009                 mtx_lock(nlock);
1010         }
1011         if (bp->b_flags & B_AGE)
1012                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1013         else
1014                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1015 #ifdef INVARIANTS
1016         bq_len[bp->b_qindex]++;
1017 #endif
1018         mtx_unlock(nlock);
1019
1020         /*
1021          * Something we can maybe free or reuse.
1022          */
1023         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1024                 bufspacewakeup();
1025
1026         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1027                 bufcountadd(bp);
1028 }
1029
1030 /*
1031  *      bremfree:
1032  *
1033  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1034  *      
1035  */
1036 void
1037 bremfree(struct buf *bp)
1038 {
1039
1040         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1041         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1042             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1043         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1044             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1045         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1046
1047         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1048         bufcountsub(bp);
1049 }
1050
1051 /*
1052  *      bremfreef:
1053  *
1054  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1055  *      it abuses the b_freelist pointer.
1056  */
1057 void
1058 bremfreef(struct buf *bp)
1059 {
1060         struct mtx *qlock;
1061
1062         qlock = bqlock(bp->b_qindex);
1063         mtx_lock(qlock);
1064         bremfreel(bp);
1065         mtx_unlock(qlock);
1066 }
1067
1068 /*
1069  *      bremfreel:
1070  *
1071  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1072  *      correct qlock held.
1073  */
1074 static void
1075 bremfreel(struct buf *bp)
1076 {
1077
1078         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
1079             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1080         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1081             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
1082         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1083         mtx_assert(bqlock(bp->b_qindex), MA_OWNED);
1084
1085         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1086 #ifdef INVARIANTS
1087         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
1088             bp->b_qindex));
1089         bq_len[bp->b_qindex]--;
1090 #endif
1091         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1092         /*
1093          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
1094          * from the queue and return the stats are already done.
1095          */
1096         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1097                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1098                 return;
1099         }
1100         bufcountsub(bp);
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
1105  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
1106  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
1107  */
1108 void
1109 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
1110     int cnt, struct ucred * cred)
1111 {
1112         struct buf *rabp;
1113         int i;
1114
1115         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
1116                 if (inmem(vp, *rablkno))
1117                         continue;
1118                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
1119
1120                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1121                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1122                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
1123                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
1124                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
1125                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1126                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
1127                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1128                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
1129                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
1130                         BUF_KERNPROC(rabp);
1131                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
1132                         bstrategy(rabp);
1133                 } else {
1134                         brelse(rabp);
1135                 }
1136         }
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
1141  *
1142  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
1143  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
1144  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
1145  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
1146  */
1147 int
1148 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
1149     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
1150 {
1151         struct buf *bp;
1152         int rv = 0, readwait = 0;
1153
1154         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
1155         /*
1156          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
1157          */
1158         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
1159         if (bp == NULL)
1160                 return (EBUSY);
1161
1162         /* if not found in cache, do some I/O */
1163         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1164                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1165                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
1166                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
1167                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
1168                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1169                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1170                         bp->b_rcred = crhold(cred);
1171                 vfs_busy_pages(bp, 0);
1172                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1173                 bstrategy(bp);
1174                 ++readwait;
1175         }
1176
1177         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
1178
1179         if (readwait) {
1180                 rv = bufwait(bp);
1181         }
1182         return (rv);
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1187  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1188  * is invalid.
1189  *
1190  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1191  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1192  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1193  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1194  * here.
1195  */
1196 int
1197 bufwrite(struct buf *bp)
1198 {
1199         int oldflags;
1200         struct vnode *vp;
1201         long space;
1202         int vp_md;
1203
1204         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1205         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1206                 brelse(bp);
1207                 return (0);
1208         }
1209
1210         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1211                 barrierwrites++;
1212
1213         oldflags = bp->b_flags;
1214
1215         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1216
1217         if (bp->b_pin_count > 0)
1218                 bunpin_wait(bp);
1219
1220         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1221             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1222
1223         vp = bp->b_vp;
1224         if (vp)
1225                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1226         else
1227                 vp_md = 0;
1228
1229         /*
1230          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1231          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1232          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1233          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1234          */
1235         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1236         bundirty(bp);
1237
1238         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1239         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1240         bp->b_flags |= B_CACHE;
1241         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1242
1243         vfs_busy_pages(bp, 1);
1244
1245         /*
1246          * Normal bwrites pipeline writes
1247          */
1248         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1249         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1250
1251         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1252                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1253         if (oldflags & B_ASYNC)
1254                 BUF_KERNPROC(bp);
1255         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1256         bstrategy(bp);
1257
1258         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1259                 int rtval = bufwait(bp);
1260                 brelse(bp);
1261                 return (rtval);
1262         } else if (space > hirunningspace) {
1263                 /*
1264                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1265                  * system.  We will not deadlock here because
1266                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
1267                  * to complete. We do not block here if it is the update
1268                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
1269                  * to deadlock.
1270                  */
1271                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
1272                         waitrunningbufspace();
1273         }
1274
1275         return (0);
1276 }
1277
1278 void
1279 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
1280 {
1281         struct buf *nbp;
1282
1283         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
1284                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
1285                 altbufferflushes++;
1286         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
1287                 BO_LOCK(bo);
1288                 /*
1289                  * Try to find a buffer to flush.
1290                  */
1291                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
1292                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
1293                             BUF_LOCK(nbp,
1294                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
1295                                 continue;
1296                         if (bp == nbp)
1297                                 panic("bdwrite: found ourselves");
1298                         BO_UNLOCK(bo);
1299                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
1300                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
1301                                 BO_LOCK(bo);
1302                                 BUF_UNLOCK(nbp);
1303                                 continue;
1304                         }
1305                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
1306                                 vfs_bio_awrite(nbp);
1307                         } else {
1308                                 bremfree(nbp);
1309                                 bawrite(nbp);
1310                         }
1311                         dirtybufferflushes++;
1312                         break;
1313                 }
1314                 if (nbp == NULL)
1315                         BO_UNLOCK(bo);
1316         }
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1321  * anything if the buffer is marked invalid.
1322  *
1323  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1324  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1325  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1326  * out synchronously.
1327  */
1328 void
1329 bdwrite(struct buf *bp)
1330 {
1331         struct thread *td = curthread;
1332         struct vnode *vp;
1333         struct bufobj *bo;
1334
1335         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1336         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1337         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
1338             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
1339         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1340
1341         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1342                 brelse(bp);
1343                 return;
1344         }
1345
1346         /*
1347          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1348          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1349          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1350          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1351          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1352          */
1353         vp = bp->b_vp;
1354         bo = bp->b_bufobj;
1355         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1356                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1357                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1358                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1359         } else
1360                 recursiveflushes++;
1361
1362         bdirty(bp);
1363         /*
1364          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1365          * true even of NFS now.
1366          */
1367         bp->b_flags |= B_CACHE;
1368
1369         /*
1370          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1371          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1372          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1373          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1374          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1375          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1376          * the bmap then...  So, this is important to do.
1377          */
1378         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1379                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1380         }
1381
1382         /*
1383          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1384          * pages.
1385          *
1386          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1387          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1388          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1389          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1390          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1391          * or perhaps the cluster will be completed.
1392          */
1393         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1394         bqrelse(bp);
1395
1396         /*
1397          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1398          * due to the softdep code.
1399          */
1400 }
1401
1402 /*
1403  *      bdirty:
1404  *
1405  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1406  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1407  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1408  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1409  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1410  *
1411  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1412  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1413  *      should only be called if the buffer is known-good.
1414  *
1415  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1416  *      count.
1417  *
1418  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1419  */
1420 void
1421 bdirty(struct buf *bp)
1422 {
1423
1424         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1425             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1426         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1427         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1428             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1429         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1430         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1431         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1432
1433         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1434                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1435                 reassignbuf(bp);
1436                 bdirtyadd();
1437         }
1438 }
1439
1440 /*
1441  *      bundirty:
1442  *
1443  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1444  *
1445  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1446  *      count.
1447  *      
1448  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1449  */
1450
1451 void
1452 bundirty(struct buf *bp)
1453 {
1454
1455         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1456         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1457         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1458             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1459         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1460
1461         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1462                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1463                 reassignbuf(bp);
1464                 bdirtysub();
1465         }
1466         /*
1467          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1468          */
1469         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1470 }
1471
1472 /*
1473  *      bawrite:
1474  *
1475  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1476  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1477  *
1478  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1479  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1480  */
1481 void
1482 bawrite(struct buf *bp)
1483 {
1484
1485         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1486         (void) bwrite(bp);
1487 }
1488
1489 /*
1490  *      babarrierwrite:
1491  *
1492  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
1493  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
1494  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
1495  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1496  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1497  */
1498 void
1499 babarrierwrite(struct buf *bp)
1500 {
1501
1502         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
1503         (void) bwrite(bp);
1504 }
1505
1506 /*
1507  *      bbarrierwrite:
1508  *
1509  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
1510  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
1511  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
1512  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1513  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1514  */
1515 int
1516 bbarrierwrite(struct buf *bp)
1517 {
1518
1519         bp->b_flags |= B_BARRIER;
1520         return (bwrite(bp));
1521 }
1522
1523 /*
1524  *      bwillwrite:
1525  *
1526  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1527  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1528  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1529  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1530  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1531  */
1532 void
1533 bwillwrite(void)
1534 {
1535
1536         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1537                 mtx_lock(&bdirtylock);
1538                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1539                         bdirtywait = 1;
1540                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
1541                             "flswai", 0);
1542                 }
1543                 mtx_unlock(&bdirtylock);
1544         }
1545 }
1546
1547 /*
1548  * Return true if we have too many dirty buffers.
1549  */
1550 int
1551 buf_dirty_count_severe(void)
1552 {
1553
1554         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1555 }
1556
1557 static __noinline int
1558 buf_vm_page_count_severe(void)
1559 {
1560
1561         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, buf_pressure, return 1);
1562
1563         return vm_page_count_severe();
1564 }
1565
1566 /*
1567  *      brelse:
1568  *
1569  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1570  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1571  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1572  */
1573 void
1574 brelse(struct buf *bp)
1575 {
1576         int qindex;
1577
1578         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1579             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1580         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1581             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1582
1583         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1584                 /*
1585                  * Do not process, in particular, do not handle the
1586                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
1587                  */
1588                 BUF_UNLOCK(bp);
1589                 return;
1590         }
1591
1592         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1593                 bqrelse(bp);
1594                 return;
1595         }
1596
1597         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1598             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1599                 /*
1600                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1601                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1602                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1603                  * is futile.
1604                  */
1605                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1606                 bdirty(bp);
1607         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1608             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1609                 /*
1610                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1611                  * cache the buffer.
1612                  */
1613                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1614                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1615                         buf_deallocate(bp);
1616                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1617                         bdirtysub();
1618                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1619                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1620                         if (bp->b_bufsize)
1621                                 allocbuf(bp, 0);
1622                         if (bp->b_vp)
1623                                 brelvp(bp);
1624                 }
1625         }
1626
1627         /*
1628          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1629          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1630          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1631          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1632          * 
1633          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1634          * if B_DELWRI is set.
1635          *
1636          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1637          * on pages to return pages to the VM page queues.
1638          */
1639         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1640                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1641         else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1642                 /*
1643                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
1644                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
1645                  */
1646                 if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1647                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1648         }
1649
1650         /*
1651          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1652          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1653          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1654          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1655          *
1656          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1657          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1658          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1659          *
1660          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1661          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1662          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1663          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1664          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1665          * background write.
1666          */
1667         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1668             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1669                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1670                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1671                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1672             ) {
1673
1674                 int i, j, resid;
1675                 vm_page_t m;
1676                 off_t foff;
1677                 vm_pindex_t poff;
1678                 vm_object_t obj;
1679
1680                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1681
1682                 /*
1683                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1684                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1685                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1686                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1687                  *
1688                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1689                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1690                  * m->dirty, etc...). 
1691                  *
1692                  * See man buf(9) for more information
1693                  */
1694                 resid = bp->b_bufsize;
1695                 foff = bp->b_offset;
1696                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1697                         int had_bogus = 0;
1698
1699                         m = bp->b_pages[i];
1700
1701                         /*
1702                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1703                          * now.
1704                          */
1705                         if (m == bogus_page) {
1706                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1707                                 had_bogus = 1;
1708
1709                                 VM_OBJECT_RLOCK(obj);
1710                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1711                                         vm_page_t mtmp;
1712                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1713                                         if (mtmp == bogus_page) {
1714                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1715                                                 if (!mtmp) {
1716                                                         panic("brelse: page missing\n");
1717                                                 }
1718                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1719                                         }
1720                                 }
1721                                 VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
1722
1723                                 if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_UNMAPPED)) == 0) {
1724                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1725                                         pmap_qenter(
1726                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1727                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1728                                 }
1729                                 m = bp->b_pages[i];
1730                         }
1731                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1732                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR &&
1733                              bp->b_iocmd == BIO_READ)) {
1734                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1735                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1736                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1737
1738                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1739                                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1740                                 while (vm_page_xbusied(m)) {
1741                                         vm_page_lock(m);
1742                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1743                                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh");
1744                                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1745                                 }
1746                                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
1747                                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1748                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1749                                 if (had_bogus)
1750                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1751                         }
1752                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1753                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1754                 }
1755                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1756                         vfs_vmio_release(bp);
1757
1758         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1759
1760                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1761                         vfs_vmio_release(bp);
1762                 }
1763
1764         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1765                 if (bp->b_bufsize != 0)
1766                         allocbuf(bp, 0);
1767                 if (bp->b_vp != NULL)
1768                         brelvp(bp);
1769         }
1770                         
1771         /*
1772          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1773          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1774          * doesn't find it.
1775          */
1776         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1777             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1778                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1779         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1780                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1781                         bundirty(bp);
1782                 if (bp->b_vp)
1783                         brelvp(bp);
1784         }
1785
1786         /* buffers with no memory */
1787         if (bp->b_bufsize == 0) {
1788                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1789                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1790                         panic("losing buffer 1");
1791                 if (bp->b_kvasize)
1792                         qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1793                 else
1794                         qindex = QUEUE_EMPTY;
1795                 bp->b_flags |= B_AGE;
1796         /* buffers with junk contents */
1797         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1798             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1799                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1800                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1801                         panic("losing buffer 2");
1802                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1803                 bp->b_flags |= B_AGE;
1804         /* remaining buffers */
1805         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1806                 qindex = QUEUE_DIRTY;
1807         else
1808                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1809
1810         binsfree(bp, qindex);
1811
1812         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1813         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1814                 panic("brelse: not dirty");
1815         /* unlock */
1816         BUF_UNLOCK(bp);
1817 }
1818
1819 /*
1820  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1821  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1822  *
1823  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1824  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1825  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1826  * again soon.
1827  *
1828  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1829  */
1830 void
1831 bqrelse(struct buf *bp)
1832 {
1833         int qindex;
1834
1835         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1836         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1837             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1838
1839         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1840                 /* do not release to free list */
1841                 BUF_UNLOCK(bp);
1842                 return;
1843         }
1844         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1845
1846         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1847                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1848                         bremfreef(bp);
1849                 goto out;
1850         }
1851
1852         /* buffers with stale but valid contents */
1853         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1854                 qindex = QUEUE_DIRTY;
1855         } else {
1856                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
1857                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1858                         panic("bqrelse: not dirty");
1859                 /*
1860                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
1861                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
1862                  */
1863                 if (buf_vm_page_count_severe() &&
1864                     (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) == 0) {
1865                         /*
1866                          * We are too low on memory, we have to try to free
1867                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1868                          * making up its backing store) *now*.
1869                          */
1870                         brelse(bp);
1871                         return;
1872                 }
1873                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1874         }
1875         binsfree(bp, qindex);
1876
1877 out:
1878         /* unlock */
1879         BUF_UNLOCK(bp);
1880 }
1881
1882 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1883 static void
1884 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1885 {
1886         int i;
1887         vm_page_t m;
1888
1889         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
1890                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1891                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
1892         } else
1893                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1894         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1895         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1896                 m = bp->b_pages[i];
1897                 bp->b_pages[i] = NULL;
1898                 /*
1899                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1900                  * everything on the inactive queue.
1901                  */
1902                 vm_page_lock(m);
1903                 vm_page_unwire(m, PQ_INACTIVE);
1904
1905                 /*
1906                  * Might as well free the page if we can and it has
1907                  * no valid data.  We also free the page if the
1908                  * buffer was used for direct I/O
1909                  */
1910                 if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid) {
1911                         if (m->wire_count == 0 && !vm_page_busied(m))
1912                                 vm_page_free(m);
1913                 } else if (bp->b_flags & B_DIRECT)
1914                         vm_page_try_to_free(m);
1915                 else if (buf_vm_page_count_severe())
1916                         vm_page_try_to_cache(m);
1917                 vm_page_unlock(m);
1918         }
1919         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1920         
1921         if (bp->b_bufsize) {
1922                 bufspacewakeup();
1923                 bp->b_bufsize = 0;
1924         }
1925         bp->b_npages = 0;
1926         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1927         if (bp->b_vp)
1928                 brelvp(bp);
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1933  * write.
1934  */
1935 static int
1936 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1937 {
1938         struct buf *bpa;
1939         int match;
1940
1941         match = 0;
1942
1943         /* If the buf isn't in core skip it */
1944         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1945                 return (0);
1946
1947         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1948         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1949                 return (0);
1950
1951         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1952         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1953             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1954                 goto done;
1955
1956         if (bpa->b_bufsize != size)
1957                 goto done;
1958
1959         /*
1960          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1961          * block has been mapped.
1962          */
1963         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1964                 match = 1;
1965 done:
1966         BUF_UNLOCK(bpa);
1967         return (match);
1968 }
1969
1970 /*
1971  *      vfs_bio_awrite:
1972  *
1973  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1974  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1975  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1976  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1977  */
1978 int
1979 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1980 {
1981         struct bufobj *bo;
1982         int i;
1983         int j;
1984         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1985         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1986         int ncl;
1987         int nwritten;
1988         int size;
1989         int maxcl;
1990         int gbflags;
1991
1992         bo = &vp->v_bufobj;
1993         gbflags = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
1994         /*
1995          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1996          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1997          * rather then at the beginning.
1998          */
1999         if ((vp->v_type == VREG) && 
2000             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
2001             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
2002
2003                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2004                 maxcl = MAXPHYS / size;
2005
2006                 BO_RLOCK(bo);
2007                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
2008                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
2009                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2010                                 break;
2011
2012                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
2013                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
2014                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2015                                 break;
2016                 BO_RUNLOCK(bo);
2017                 --j;
2018                 ncl = i + j;
2019                 /*
2020                  * this is a possible cluster write
2021                  */
2022                 if (ncl != 1) {
2023                         BUF_UNLOCK(bp);
2024                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
2025                             gbflags);
2026                         return (nwritten);
2027                 }
2028         }
2029         bremfree(bp);
2030         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2031         /*
2032          * default (old) behavior, writing out only one block
2033          *
2034          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
2035          */
2036         nwritten = bp->b_bufsize;
2037         (void) bwrite(bp);
2038
2039         return (nwritten);
2040 }
2041
2042 static void
2043 setbufkva(struct buf *bp, vm_offset_t addr, int maxsize, int gbflags)
2044 {
2045
2046         KASSERT((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
2047             bp->b_kvasize == 0, ("call bfreekva(%p)", bp));
2048         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
2049                 bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2050         } else if ((gbflags & GB_KVAALLOC) != 0) {
2051                 KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0,
2052                     ("GB_KVAALLOC without GB_UNMAPPED"));
2053                 bp->b_kvaalloc = (caddr_t)addr;
2054                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2055                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2056         }
2057         bp->b_kvasize = maxsize;
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Allocate the buffer KVA and set b_kvasize. Also set b_kvabase if
2062  * needed.
2063  */
2064 static int
2065 allocbufkva(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2066 {
2067         vm_offset_t addr;
2068
2069         bfreekva(bp);
2070         addr = 0;
2071
2072         if (vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr)) {
2073                 /*
2074                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2075                  * to defragment the map.
2076                  */
2077                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
2078                 return (1);
2079         }
2080         setbufkva(bp, addr, maxsize, gbflags);
2081         atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2082         return (0);
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Ask the bufdaemon for help, or act as bufdaemon itself, when a
2087  * locked vnode is supplied.
2088  */
2089 static void
2090 getnewbuf_bufd_help(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo,
2091     int defrag)
2092 {
2093         struct thread *td;
2094         char *waitmsg;
2095         int cnt, error, flags, norunbuf, wait;
2096
2097         mtx_assert(&bqclean, MA_OWNED);
2098
2099         if (defrag) {
2100                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2101                 waitmsg = "nbufkv";
2102         } else if (bufspace >= hibufspace) {
2103                 waitmsg = "nbufbs";
2104                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2105         } else {
2106                 waitmsg = "newbuf";
2107                 flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2108         }
2109         atomic_set_int(&needsbuffer, flags);
2110         mtx_unlock(&bqclean);
2111
2112         bd_speedup();   /* heeeelp */
2113         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
2114                 return;
2115
2116         td = curthread;
2117         cnt = 0;
2118         wait = MNT_NOWAIT;
2119         rw_wlock(&nblock);
2120         while ((needsbuffer & flags) != 0) {
2121                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
2122                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2123                         rw_wunlock(&nblock);
2124                         /*
2125                          * getblk() is called with a vnode locked, and
2126                          * some majority of the dirty buffers may as
2127                          * well belong to the vnode.  Flushing the
2128                          * buffers there would make a progress that
2129                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
2130                          * cannot lock the vnode.
2131                          */
2132                         if (cnt++ > 2)
2133                                 wait = MNT_WAIT;
2134                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "bufd_helper");
2135                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
2136                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
2137                         if (error == 0) {
2138                                 /* play bufdaemon */
2139                                 norunbuf = curthread_pflags_set(TDP_BUFNEED |
2140                                     TDP_NORUNNINGBUF);
2141                                 VOP_FSYNC(vp, wait, td);
2142                                 atomic_add_long(&notbufdflushes, 1);
2143                                 curthread_pflags_restore(norunbuf);
2144                         }
2145                         rw_wlock(&nblock);
2146                         if ((needsbuffer & flags) == 0)
2147                                 break;
2148                 }
2149                 error = rw_sleep(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer), &nblock,
2150                     (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo);
2151                 if (error != 0)
2152                         break;
2153         }
2154         rw_wunlock(&nblock);
2155 }
2156
2157 static void
2158 getnewbuf_reuse_bp(struct buf *bp, int qindex)
2159 {
2160
2161         CTR6(KTR_BUF, "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
2162             "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
2163              bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
2164         mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2165
2166         /*
2167          * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2168          * buffers.
2169          */
2170         KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2171             ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2172
2173         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
2174                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2175                         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
2176                         vfs_vmio_release(bp);
2177                 }
2178                 if (bp->b_vp != NULL)
2179                         brelvp(bp);
2180         }
2181
2182         /*
2183          * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still valid
2184          * after this operation.
2185          */
2186
2187         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
2188                 crfree(bp->b_rcred);
2189                 bp->b_rcred = NOCRED;
2190         }
2191         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
2192                 crfree(bp->b_wcred);
2193                 bp->b_wcred = NOCRED;
2194         }
2195         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2196                 buf_deallocate(bp);
2197         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2198                 panic("losing buffer 3");
2199         KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
2200             bp, bp->b_vp, qindex));
2201         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
2202             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
2203
2204         if (bp->b_bufsize)
2205                 allocbuf(bp, 0);
2206
2207         bp->b_flags &= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2208         bp->b_ioflags = 0;
2209         bp->b_xflags = 0;
2210         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
2211             ("buf %p still counted as free?", bp));
2212         bp->b_vflags = 0;
2213         bp->b_vp = NULL;
2214         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
2215         bp->b_offset = NOOFFSET;
2216         bp->b_iodone = 0;
2217         bp->b_error = 0;
2218         bp->b_resid = 0;
2219         bp->b_bcount = 0;
2220         bp->b_npages = 0;
2221         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2222         bp->b_bufobj = NULL;
2223         bp->b_pin_count = 0;
2224         bp->b_fsprivate1 = NULL;
2225         bp->b_fsprivate2 = NULL;
2226         bp->b_fsprivate3 = NULL;
2227
2228         LIST_INIT(&bp->b_dep);
2229 }
2230
2231 static int flushingbufs;
2232
2233 static struct buf *
2234 getnewbuf_scan(int maxsize, int defrag, int unmapped, int metadata)
2235 {
2236         struct buf *bp, *nbp;
2237         int nqindex, qindex, pass;
2238
2239         KASSERT(!unmapped || !defrag, ("both unmapped and defrag"));
2240
2241         pass = 1;
2242 restart:
2243         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
2244
2245         /*
2246          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
2247          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
2248          * that if we are specially marked process, we are allowed to
2249          * dip into our reserves.
2250          *
2251          * The scanning sequence is nominally: EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
2252          * for the allocation of the mapped buffer.  For unmapped, the
2253          * easiest is to start with EMPTY outright.
2254          *
2255          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
2256          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
2257          * where we cannot backup.
2258          */
2259         nbp = NULL;
2260         mtx_lock(&bqclean);
2261         if (!defrag && unmapped) {
2262                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2263                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2264         }
2265         if (nbp == NULL) {
2266                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2267                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2268         }
2269
2270         /*
2271          * If no EMPTYKVA buffers and we are either defragging or
2272          * reusing, locate a CLEAN buffer to free or reuse.  If
2273          * bufspace useage is low skip this step so we can allocate a
2274          * new buffer.
2275          */
2276         if (nbp == NULL && (defrag || bufspace >= lobufspace)) {
2277                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2278                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2279         }
2280
2281         /*
2282          * If we could not find or were not allowed to reuse a CLEAN
2283          * buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY buffer.
2284          * We can only use an EMPTY buffer if allocating its KVA would
2285          * not otherwise run us out of buffer space.  No KVA is needed
2286          * for the unmapped allocation.
2287          */
2288         if (nbp == NULL && defrag == 0 && (bufspace + maxsize < hibufspace ||
2289             metadata)) {
2290                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2291                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2292         }
2293
2294         /*
2295          * All available buffers might be clean, retry ignoring the
2296          * lobufspace as the last resort.
2297          */
2298         if (nbp == NULL && !TAILQ_EMPTY(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])) {
2299                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2300                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2301         }
2302
2303         /*
2304          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
2305          * depending.
2306          */
2307         while ((bp = nbp) != NULL) {
2308                 qindex = nqindex;
2309
2310                 /*
2311                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
2312                  * block or do other fancy things).
2313                  */
2314                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
2315                         switch (qindex) {
2316                         case QUEUE_EMPTY:
2317                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2318                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2319                                 if (nbp != NULL)
2320                                         break;
2321                                 /* FALLTHROUGH */
2322                         case QUEUE_EMPTYKVA:
2323                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2324                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2325                                 if (nbp != NULL)
2326                                         break;
2327                                 /* FALLTHROUGH */
2328                         case QUEUE_CLEAN:
2329                                 if (metadata && pass == 1) {
2330                                         pass = 2;
2331                                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
2332                                         nbp = TAILQ_FIRST(
2333                                             &bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2334                                 }
2335                                 /*
2336                                  * nbp is NULL. 
2337                                  */
2338                                 break;
2339                         }
2340                 }
2341                 /*
2342                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2343                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
2344                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
2345                  * should also be non-zero at this point.  XXX
2346                  */
2347                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
2348                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
2349                         continue;
2350                 }
2351
2352                 /*
2353                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2354                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
2355                  */
2356                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2357                         continue;
2358                 /*
2359                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2360                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2361                  */
2362                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
2363                         BUF_UNLOCK(bp);
2364                         continue;
2365                 }
2366
2367                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
2368                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2369
2370                 bremfreel(bp);
2371                 mtx_unlock(&bqclean);
2372                 /*
2373                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2374                  * the scan from this point on.
2375                  */
2376
2377                 getnewbuf_reuse_bp(bp, qindex);
2378                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2379
2380                 /*
2381                  * If we are defragging then free the buffer.
2382                  */
2383                 if (defrag) {
2384                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2385                         bfreekva(bp);
2386                         brelse(bp);
2387                         defrag = 0;
2388                         goto restart;
2389                 }
2390
2391                 /*
2392                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2393                  * identity change by freeing the buffer.
2394                  */
2395                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2396                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2397                         bfreekva(bp);
2398                         brelse(bp);
2399                         goto restart;
2400                 }
2401
2402                 if (metadata)
2403                         break;
2404
2405                 /*
2406                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2407                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2408                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2409                  */
2410                 if (bufspace >= hibufspace)
2411                         flushingbufs = 1;
2412                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2413                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2414                         bfreekva(bp);
2415                         brelse(bp);
2416                         goto restart;
2417                 }
2418                 if (bufspace < lobufspace)
2419                         flushingbufs = 0;
2420                 break;
2421         }
2422         return (bp);
2423 }
2424
2425 /*
2426  *      getnewbuf:
2427  *
2428  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2429  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2430  *
2431  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
2432  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
2433  *
2434  *      We block if:
2435  *              We have insufficient buffer headers
2436  *              We have insufficient buffer space
2437  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
2438  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2439  */
2440 static struct buf *
2441 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
2442     int gbflags)
2443 {
2444         struct buf *bp;
2445         int defrag, metadata;
2446
2447         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2448             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2449         if (!unmapped_buf_allowed)
2450                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2451
2452         defrag = 0;
2453         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2454             vp->v_type == VCHR)
2455                 metadata = 1;
2456         else
2457                 metadata = 0;
2458         /*
2459          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
2460          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
2461          * low-memory situations by proactively returning memory and running
2462          * async I/O rather then sync I/O.
2463          */
2464         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2465         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
2466 restart:
2467         bp = getnewbuf_scan(maxsize, defrag, (gbflags & (GB_UNMAPPED |
2468             GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED, metadata);
2469         if (bp != NULL)
2470                 defrag = 0;
2471
2472         /*
2473          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2474          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2475          *
2476          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2477          */
2478         if (bp == NULL) {
2479                 mtx_assert(&bqclean, MA_OWNED);
2480                 getnewbuf_bufd_help(vp, gbflags, slpflag, slptimeo, defrag);
2481                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2482         } else if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED) {
2483                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2484
2485                 bfreekva(bp);
2486                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
2487                 bp->b_kvabase = bp->b_data = unmapped_buf;
2488                 bp->b_kvasize = maxsize;
2489                 atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2490                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2491                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2492         } else {
2493                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2494
2495                 /*
2496                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2497                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2498                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2499                  * BKVASIZE chunks.
2500                  */
2501                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2502
2503                 if (maxsize != bp->b_kvasize || (bp->b_flags & (B_UNMAPPED |
2504                     B_KVAALLOC)) == B_UNMAPPED) {
2505                         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
2506                                 defrag = 1;
2507                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2508                                 brelse(bp);
2509                                 goto restart;
2510                         }
2511                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2512                 } else if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0 &&
2513                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == 0) {
2514                         /*
2515                          * If the reused buffer has KVA allocated,
2516                          * reassign b_kvaalloc to b_kvabase.
2517                          */
2518                         bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
2519                         bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
2520                         atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace,
2521                             bp->b_kvasize);
2522                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2523                 } else if ((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
2524                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == (GB_UNMAPPED |
2525                     GB_KVAALLOC)) {
2526                         /*
2527                          * The case of reused buffer already have KVA
2528                          * mapped, but the request is for unmapped
2529                          * buffer with KVA allocated.
2530                          */
2531                         bp->b_kvaalloc = bp->b_kvabase;
2532                         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2533                         bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2534                         atomic_add_long(&unmapped_bufspace,
2535                             bp->b_kvasize);
2536                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2537                 }
2538                 if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
2539                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2540                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2541                         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
2542                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2543                 }
2544         }
2545         return (bp);
2546 }
2547
2548 /*
2549  *      buf_daemon:
2550  *
2551  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2552  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2553  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2554  */
2555
2556 static struct kproc_desc buf_kp = {
2557         "bufdaemon",
2558         buf_daemon,
2559         &bufdaemonproc
2560 };
2561 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2562
2563 static int
2564 buf_flush(int target)
2565 {
2566         int flushed;
2567
2568         flushed = flushbufqueues(target, 0);
2569         if (flushed == 0) {
2570                 /*
2571                  * Could not find any buffers without rollback
2572                  * dependencies, so just write the first one
2573                  * in the hopes of eventually making progress.
2574                  */
2575                 flushed = flushbufqueues(target, 1);
2576         }
2577         return (flushed);
2578 }
2579
2580 static void
2581 buf_daemon()
2582 {
2583         int lodirty;
2584
2585         /*
2586          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2587          */
2588         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2589             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2590
2591         /*
2592          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2593          */
2594         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2595         mtx_lock(&bdlock);
2596         for (;;) {
2597                 bd_request = 0;
2598                 mtx_unlock(&bdlock);
2599
2600                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2601                 lodirty = lodirtybuffers;
2602                 if (bd_speedupreq) {
2603                         lodirty = numdirtybuffers / 2;
2604                         bd_speedupreq = 0;
2605                 }
2606                 /*
2607                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2608                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2609                  * the I/O system.
2610                  */
2611                 while (numdirtybuffers > lodirty) {
2612                         if (buf_flush(numdirtybuffers - lodirty) == 0)
2613                                 break;
2614                         kern_yield(PRI_USER);
2615                 }
2616
2617                 /*
2618                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2619                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2620                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2621                  * built up, within reason.
2622                  *
2623                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2624                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
2625                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
2626                  */
2627                 mtx_lock(&bdlock);
2628                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2629                         /*
2630                          * We reached our low water mark, reset the
2631                          * request and sleep until we are needed again.
2632                          * The sleep is just so the suspend code works.
2633                          */
2634                         bd_request = 0;
2635                         /*
2636                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
2637                          * changed via sysctl and the explicit transition
2638                          * out of shortfall was missed.
2639                          */
2640                         bdirtywakeup();
2641                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
2642                                 runningwakeup();
2643                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2644                 } else {
2645                         /*
2646                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2647                          * still have too many dirty buffers, we
2648                          * have to sleep and try again.  (rare)
2649                          */
2650                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2651                 }
2652         }
2653 }
2654
2655 /*
2656  *      flushbufqueues:
2657  *
2658  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2659  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2660  *      particularly sensitive to.
2661  */
2662 static int flushwithdeps = 0;
2663 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2664     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2665
2666 static int
2667 flushbufqueues(int target, int flushdeps)
2668 {
2669         struct buf *sentinel;
2670         struct vnode *vp;
2671         struct mount *mp;
2672         struct buf *bp;
2673         int hasdeps;
2674         int flushed;
2675         int queue;
2676         int error;
2677
2678         flushed = 0;
2679         queue = QUEUE_DIRTY;
2680         bp = NULL;
2681         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2682         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2683         mtx_lock(&bqdirty);
2684         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2685         mtx_unlock(&bqdirty);
2686         while (flushed != target) {
2687                 maybe_yield();
2688                 mtx_lock(&bqdirty);
2689                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2690                 if (bp != NULL) {
2691                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2692                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2693                             b_freelist);
2694                 } else {
2695                         mtx_unlock(&bqdirty);
2696                         break;
2697                 }
2698                 KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_SENTINEL,
2699                     ("parallel calls to flushbufqueues() bp %p", bp));
2700                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
2701                 mtx_unlock(&bqdirty);
2702                 if (error != 0)
2703                         continue;
2704                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2705                         BUF_UNLOCK(bp);
2706                         continue;
2707                 }
2708                 /*
2709                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2710                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2711                  */
2712                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2713                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2714                         BUF_UNLOCK(bp);
2715                         continue;
2716                 }
2717                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2718                         bremfreef(bp);
2719                         brelse(bp);
2720                         flushed++;
2721                         continue;
2722                 }
2723
2724                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2725                         if (flushdeps == 0) {
2726                                 BUF_UNLOCK(bp);
2727                                 continue;
2728                         }
2729                         hasdeps = 1;
2730                 } else
2731                         hasdeps = 0;
2732                 /*
2733                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2734                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2735                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2736                  * system.
2737                  *
2738                  * The lock order here is the reverse of the normal
2739                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2740                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2741                  */
2742                 vp = bp->b_vp;
2743                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2744                         BUF_UNLOCK(bp);
2745                         continue;
2746                 }
2747                 error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
2748                 if (error == 0) {
2749                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2750                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2751                         vfs_bio_awrite(bp);
2752                         vn_finished_write(mp);
2753                         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2754                         flushwithdeps += hasdeps;
2755                         flushed++;
2756                         if (runningbufspace > hirunningspace)
2757                                 waitrunningbufspace();
2758                         continue;
2759                 }
2760                 vn_finished_write(mp);
2761                 BUF_UNLOCK(bp);
2762         }
2763         mtx_lock(&bqdirty);
2764         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2765         mtx_unlock(&bqdirty);
2766         free(sentinel, M_TEMP);
2767         return (flushed);
2768 }
2769
2770 /*
2771  * Check to see if a block is currently memory resident.
2772  */
2773 struct buf *
2774 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2775 {
2776         struct buf *bp;
2777
2778         BO_RLOCK(bo);
2779         bp = gbincore(bo, blkno);
2780         BO_RUNLOCK(bo);
2781         return (bp);
2782 }
2783
2784 /*
2785  * Returns true if no I/O is needed to access the
2786  * associated VM object.  This is like incore except
2787  * it also hunts around in the VM system for the data.
2788  */
2789
2790 static int
2791 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2792 {
2793         vm_object_t obj;
2794         vm_offset_t toff, tinc, size;
2795         vm_page_t m;
2796         vm_ooffset_t off;
2797
2798         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2799
2800         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2801                 return 1;
2802         if (vp->v_mount == NULL)
2803                 return 0;
2804         obj = vp->v_object;
2805         if (obj == NULL)
2806                 return (0);
2807
2808         size = PAGE_SIZE;
2809         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2810                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2811         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2812
2813         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
2814         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2815                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2816                 if (!m)
2817                         goto notinmem;
2818                 tinc = size;
2819                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2820                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2821                 if (vm_page_is_valid(m,
2822                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2823                         goto notinmem;
2824         }
2825         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
2826         return 1;
2827
2828 notinmem:
2829         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
2830         return (0);
2831 }
2832
2833 /*
2834  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2835  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
2836  * to the size of the buffer.
2837  *
2838  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2839  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2840  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2841  *
2842  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2843  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2844  */
2845 static void
2846 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
2847 {
2848         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
2849         vm_page_t m;
2850         int i;
2851
2852         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2853                 return;
2854
2855         foff = bp->b_offset;
2856         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2857             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
2858
2859         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2860         vfs_drain_busy_pages(bp);
2861         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2862         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2863                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2864                 eoff = noff;
2865                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2866                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2867                 m = bp->b_pages[i];
2868                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
2869                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2870                 foff = noff;
2871         }
2872         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2873 }
2874
2875 static void
2876 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2877 {
2878         vm_object_t object;
2879         int i;
2880
2881         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2882         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2883
2884         /*
2885          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2886          * object has been flushed yet.
2887          */
2888         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
2889                 vm_offset_t boffset;
2890                 vm_offset_t eoffset;
2891
2892                 /*
2893                  * test the pages to see if they have been modified directly
2894                  * by users through the VM system.
2895                  */
2896                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2897                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2898
2899                 /*
2900                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2901                  * (eoffset - boffset) bytes.
2902                  */
2903
2904                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2905                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2906                                 break;
2907                 }
2908                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2909
2910                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2911                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2912                                 break;
2913                         }
2914                 }
2915                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2916
2917                 /*
2918                  * Fit it to the buffer.
2919                  */
2920
2921                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2922                         eoffset = bp->b_bcount;
2923
2924                 /*
2925                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2926                  * dirty range.
2927                  */
2928
2929                 if (boffset < eoffset) {
2930                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2931                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2932                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2933                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2934                 }
2935         }
2936 }
2937
2938 /*
2939  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer. It handles the
2940  * cases of both B_UNMAPPED buffer, and buffer with the preallocated
2941  * KVA which is not mapped (B_KVAALLOC).
2942  */
2943 static void
2944 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
2945 {
2946         struct buf *scratch_bp;
2947         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
2948         off_t offset;
2949
2950         need_mapping = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 &&
2951             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
2952         need_kva = (bp->b_flags & (B_KVAALLOC | B_UNMAPPED)) == B_UNMAPPED &&
2953             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
2954         if (!need_mapping && !need_kva)
2955                 return;
2956
2957         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2958
2959         if (need_mapping && (bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
2960                 /*
2961                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
2962                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
2963                  * allocated space.
2964                  */
2965                 bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
2966                 KASSERT(bp->b_kvaalloc != 0, ("kvaalloc == 0"));
2967                 bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
2968                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2969                 goto has_addr;
2970         }
2971
2972         /*
2973          * Calculate the amount of the address space we would reserve
2974          * if the buffer was mapped.
2975          */
2976         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
2977         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
2978         offset = blkno * bsize;
2979         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
2980         maxsize = imax(maxsize, bsize);
2981
2982 mapping_loop:
2983         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
2984                 /*
2985                  * Request defragmentation. getnewbuf() returns us the
2986                  * allocated space by the scratch buffer KVA.
2987                  */
2988                 scratch_bp = getnewbuf(bp->b_vp, 0, 0, size, maxsize, gbflags |
2989                     (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC));
2990                 if (scratch_bp == NULL) {
2991                         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
2992                                 /*
2993                                  * XXXKIB: defragmentation cannot
2994                                  * succeed, not sure what else to do.
2995                                  */
2996                                 panic("GB_NOWAIT_BD and B_UNMAPPED %p", bp);
2997                         }
2998                         atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
2999                         goto mapping_loop;
3000                 }
3001                 KASSERT((scratch_bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0,
3002                     ("scratch bp !B_KVAALLOC %p", scratch_bp));
3003                 setbufkva(bp, (vm_offset_t)scratch_bp->b_kvaalloc,
3004                     scratch_bp->b_kvasize, gbflags);
3005
3006                 /* Get rid of the scratch buffer. */
3007                 scratch_bp->b_kvasize = 0;
3008                 scratch_bp->b_flags |= B_INVAL;
3009                 scratch_bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
3010                 brelse(scratch_bp);
3011         }
3012         if (!need_mapping)
3013                 return;
3014
3015 has_addr:
3016         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
3017         bp->b_data = bp->b_saveaddr; /* b_offset is handled by bpmap_qenter */
3018         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
3019         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3020         bpmap_qenter(bp);
3021 }
3022
3023 /*
3024  *      getblk:
3025  *
3026  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3027  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3028  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3029  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3030  *      READ.
3031  *
3032  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3033  *      an existing buffer.
3034  *
3035  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3036  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3037  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3038  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3039  *
3040  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3041  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3042  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3043  *      backing VM.
3044  *
3045  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3046  *      B_CACHE bit is clear.
3047  *      
3048  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3049  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3050  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3051  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3052  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3053  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3054  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3055  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
3056  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3057  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3058  */
3059 struct buf *
3060 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3061     int flags)
3062 {
3063         struct buf *bp;
3064         struct bufobj *bo;
3065         int bsize, error, maxsize, vmio;
3066         off_t offset;
3067
3068         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3069         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3070             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3071         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3072         if (size > MAXBSIZE)
3073                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
3074         if (!unmapped_buf_allowed)
3075                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3076
3077         bo = &vp->v_bufobj;
3078 loop:
3079         BO_RLOCK(bo);
3080         bp = gbincore(bo, blkno);
3081         if (bp != NULL) {
3082                 int lockflags;
3083                 /*
3084                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3085                  * it must be on a queue.
3086                  */
3087                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3088
3089                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3090                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3091
3092                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3093                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3094
3095                 /*
3096                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3097                  * the buffer changed identities.
3098                  */
3099                 if (error == ENOLCK)
3100                         goto loop;
3101                 /* We timed out or were interrupted. */
3102                 else if (error)
3103                         return (NULL);
3104                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3105                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3106                         goto end;
3107
3108                 /*
3109                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3110                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3111                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3112                  * backing VM cache.
3113                  */
3114                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3115                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3116                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3117                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3118                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3119                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3120                 else
3121                         bremfree(bp);
3122
3123                 /*
3124                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3125                  */
3126                 if (bp->b_bcount != size) {
3127                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3128                             (size > bp->b_kvasize)) {
3129                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3130                                         /*
3131                                          * If buffer is pinned and caller does
3132                                          * not want sleep  waiting for it to be
3133                                          * unpinned, bail out
3134                                          * */
3135                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
3136                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
3137                                                         bqrelse(bp);
3138                                                         return (NULL);
3139                                                 } else {
3140                                                         bunpin_wait(bp);
3141                                                 }
3142                                         }
3143                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3144                                         bwrite(bp);
3145                                 } else {
3146                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3147                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3148                                                 brelse(bp);
3149                                         } else {
3150                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3151                                                 bwrite(bp);
3152                                         }
3153                                 }
3154                                 goto loop;
3155                         }
3156                 }
3157
3158                 /*
3159                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3160                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3161                  * reservation is requested.
3162                  */
3163                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3164
3165                 /*
3166                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
3167                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3168                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3169                  * unchanged from its previous state.
3170                  */
3171                 if (bp->b_bcount != size)
3172                         allocbuf(bp, size);
3173
3174                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3175                     ("getblk: no buffer offset"));
3176
3177                 /*
3178                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3179                  * be committed before we can return the buffer in
3180                  * order to prevent the caller from issuing a read
3181                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3182                  * it.
3183                  *
3184                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3185                  * operate properly either because they assume they
3186                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3187                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3188                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3189                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3190                  * preventing further loops.
3191                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3192                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3193                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3194                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3195                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3196                  * after the write.
3197                  *
3198                  * We might be able to do something fancy, like setting
3199                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3200                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3201                  * confusing.  This is much easier.
3202                  */
3203
3204                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3205                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3206                         bwrite(bp);
3207                         goto loop;
3208                 }
3209                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3210         } else {
3211                 /*
3212                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3213                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3214                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3215                  */
3216                 BO_RUNLOCK(bo);
3217                 /*
3218                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3219                  * here.
3220                  */
3221                 if (flags & GB_NOCREAT)
3222                         return NULL;
3223                 if (numfreebuffers == 0 && TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3224                         return NULL;
3225
3226                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3227                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3228                 offset = blkno * bsize;
3229                 vmio = vp->v_object != NULL;
3230                 if (vmio) {
3231                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3232                 } else {
3233                         maxsize = size;
3234                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3235                         flags &= ~GB_UNMAPPED;
3236                 }
3237                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3238
3239                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
3240                 if (bp == NULL) {
3241                         if (slpflag || slptimeo)
3242                                 return NULL;
3243                         goto loop;
3244                 }
3245
3246                 /*
3247                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3248                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3249                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3250                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3251                  * throw away the one we just created.
3252                  *
3253                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3254                  * with the vp especially considering limitations in
3255                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3256                  * lblkno's.
3257                  */
3258                 BO_LOCK(bo);
3259                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3260                         BO_UNLOCK(bo);
3261                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3262                         brelse(bp);
3263                         goto loop;
3264                 }
3265
3266                 /*
3267                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3268                  * be found by incore.
3269                  */
3270                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3271                 bp->b_offset = offset;
3272                 bgetvp(vp, bp);
3273                 BO_UNLOCK(bo);
3274
3275                 /*
3276                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3277                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3278                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3279                  * backing store for validity.
3280                  */
3281
3282                 if (vmio) {
3283                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3284                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3285                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3286                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3287                 } else {
3288                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3289                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3290                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3291                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3292                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3293                 }
3294
3295                 allocbuf(bp, size);
3296                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3297         }
3298         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3299         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3300 end:
3301         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3302             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3303         return (bp);
3304 }
3305
3306 /*
3307  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3308  * set to B_INVAL.
3309  */
3310 struct buf *
3311 geteblk(int size, int flags)
3312 {
3313         struct buf *bp;
3314         int maxsize;
3315
3316         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3317         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
3318                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3319                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3320                         return (NULL);
3321         }
3322         allocbuf(bp, size);
3323         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3324         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3325         return (bp);
3326 }
3327
3328
3329 /*
3330  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3331  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3332  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3333  * resize a buffer up or down.
3334  *
3335  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3336  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3337  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3338  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3339  *
3340  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3341  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3342  */
3343
3344 int
3345 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3346 {
3347         int newbsize, mbsize;
3348         int i;
3349
3350         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3351
3352         if (bp->b_kvasize < size)
3353                 panic("allocbuf: buffer too small");
3354
3355         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3356                 caddr_t origbuf;
3357                 int origbufsize;
3358                 /*
3359                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3360                  * mess with B_CACHE.
3361                  */
3362                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3363                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3364                         newbsize = mbsize;
3365                 else
3366                         newbsize = round_page(size);
3367
3368                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3369                         /*
3370                          * malloced buffers are not shrunk
3371                          */
3372                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3373                                 if (newbsize) {
3374                                         bp->b_bcount = size;
3375                                 } else {
3376                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3377                                         if (bp->b_bufsize) {
3378                                                 atomic_subtract_long(
3379                                                     &bufmallocspace,
3380                                                     bp->b_bufsize);
3381                                                 bufspacewakeup();
3382                                                 bp->b_bufsize = 0;
3383                                         }
3384                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
3385                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3386                                         bp->b_bcount = 0;
3387                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3388                                 }
3389                                 return 1;
3390                         }               
3391                         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3392                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3393                         /*
3394                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3395                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3396                          * grows.
3397                          */
3398                         /*
3399                          * There is a potential smp race here that could lead
3400                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3401                          * is probably extremely rare and not worth worrying
3402                          * over.
3403                          */
3404                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3405                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3406                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3407
3408                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3409                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3410                                 bp->b_bcount = size;
3411                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3412                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
3413                                 return 1;
3414                         }
3415                         origbuf = NULL;
3416                         origbufsize = 0;
3417                         /*
3418                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
3419                          * then we revert to the page-allocation scheme.
3420                          */
3421                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3422                                 origbuf = bp->b_data;
3423                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3424                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3425                                 if (bp->b_bufsize) {
3426                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
3427                                             bp->b_bufsize);
3428                                         bufspacewakeup();
3429                                         bp->b_bufsize = 0;
3430                                 }
3431                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3432                                 newbsize = round_page(newbsize);
3433                         }
3434                         vm_hold_load_pages(
3435                             bp,
3436                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3437                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3438                         if (origbuf) {
3439                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3440                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3441                         }
3442                 }
3443         } else {
3444                 int desiredpages;
3445
3446                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3447                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3448                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3449
3450                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3451                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3452                 /*
3453                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3454                  * 0-length.
3455                  */
3456                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3457                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3458
3459                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3460                         /*
3461                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3462                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3463                          * if we have to remove any pages.
3464                          */
3465                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
3466                                 vm_page_t m;
3467
3468                                 if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3469                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3470                                         pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page(
3471                                             (vm_offset_t)bp->b_data) +
3472                                             (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3473                                             (bp->b_npages - desiredpages));
3474                                 } else
3475                                         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3476                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3477                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3478                                         /*
3479                                          * the page is not freed here -- it
3480                                          * is the responsibility of 
3481                                          * vnode_pager_setsize
3482                                          */
3483                                         m = bp->b_pages[i];
3484                                         KASSERT(m != bogus_page,
3485                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3486                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m,
3487                                             "biodep"))
3488                                                 continue;
3489
3490                                         bp->b_pages[i] = NULL;
3491                                         vm_page_lock(m);
3492                                         vm_page_unwire(m, PQ_INACTIVE);
3493                                         vm_page_unlock(m);
3494                                 }
3495                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3496                                 bp->b_npages = desiredpages;
3497                         }
3498                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3499                         /*
3500                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3501                          * byte-granular fashion.
3502                          */
3503                         vm_object_t obj;
3504                         vm_offset_t toff;
3505                         vm_offset_t tinc;
3506
3507                         /*
3508                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3509                          * allocating them if necessary.  We must clear
3510                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3511                          * range covered by the buffer.
3512                          */
3513
3514                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3515
3516                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3517                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
3518                                 vm_page_t m;
3519
3520                                 /*
3521                                  * We must allocate system pages since blocking
3522                                  * here could interfere with paging I/O, no
3523                                  * matter which process we are.
3524                                  *
3525                                  * Only exclusive busy can be tested here.
3526                                  * Blocking on shared busy might lead to
3527                                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3528                                  * pages are vfs_busy_pages().
3529                                  */
3530                                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) +
3531                                     bp->b_npages, VM_ALLOC_NOBUSY |
3532                                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3533                                     VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3534                                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
3535                                 if (m->valid == 0)
3536                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3537                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3538                                 ++bp->b_npages;
3539                         }
3540
3541                         /*
3542                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3543                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3544                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3545                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3546                          * aligned range ( newbsize ).
3547                          *
3548                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3549                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3550                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3551                          * fails with NFS if the server or some other client
3552                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3553                          * B_CACHE may remain set! XXX
3554                          */
3555
3556                         toff = bp->b_bcount;
3557                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3558
3559                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3560                                 vm_pindex_t pi;
3561
3562                                 if (tinc > (size - toff))
3563                                         tinc = size - toff;
3564
3565                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3566                                     PAGE_SHIFT;
3567
3568                                 vfs_buf_test_cache(
3569                                     bp, 
3570                                     bp->b_offset,
3571                                     toff, 
3572                                     tinc, 
3573                                     bp->b_pages[pi]
3574                                 );
3575                                 toff += tinc;
3576                                 tinc = PAGE_SIZE;
3577                         }
3578                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3579
3580                         /*
3581                          * Step 3, fixup the KVM pmap.
3582                          */
3583                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0)
3584                                 bpmap_qenter(bp);
3585                         else
3586                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3587                 }
3588         }
3589         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3590                 bufspacewakeup();
3591         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3592         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3593         return 1;
3594 }
3595
3596 extern int inflight_transient_maps;
3597
3598 void
3599 biodone(struct bio *bp)
3600 {
3601         struct mtx *mtxp;
3602         void (*done)(struct bio *);
3603         vm_offset_t start, end;
3604
3605         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3606                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
3607                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
3608                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3609                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3610                 pmap_qremove(start, OFF_TO_IDX(end - start));
3611                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
3612                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3613         }
3614         done = bp->bio_done;
3615         if (done == NULL) {
3616                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3617                 mtx_lock(mtxp);
3618                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3619                 wakeup(bp);
3620                 mtx_unlock(mtxp);
3621         } else {
3622                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3623                 done(bp);
3624         }
3625 }
3626
3627 /*
3628  * Wait for a BIO to finish.
3629  */
3630 int
3631 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3632 {
3633         struct mtx *mtxp;
3634
3635         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3636         mtx_lock(mtxp);
3637         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3638                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
3639         mtx_unlock(mtxp);
3640         if (bp->bio_error != 0)
3641                 return (bp->bio_error);
3642         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3643                 return (0);
3644         return (EIO);
3645 }
3646
3647 void
3648 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3649 {
3650         
3651         if (error) {
3652                 bp->bio_error = error;
3653                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3654         }
3655         if (stat != NULL)
3656                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3657         biodone(bp);
3658 }
3659
3660 /*
3661  *      bufwait:
3662  *
3663  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3664  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3665  *      error and cleared.
3666  */
3667 int
3668 bufwait(struct buf *bp)
3669 {
3670         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3671                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3672         else
3673                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3674         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3675                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3676                 return (EINTR);
3677         }
3678         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3679                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3680         } else {
3681                 return (0);
3682         }
3683 }
3684
3685  /*
3686   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3687   */
3688 static void
3689 bufdonebio(struct bio *bip)
3690 {
3691         struct buf *bp;
3692
3693         bp = bip->bio_caller2;
3694         bp->b_resid = bip->bio_resid;
3695         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3696         bp->b_error = bip->bio_error;
3697         if (bp->b_error)
3698                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3699         bufdone(bp);
3700         g_destroy_bio(bip);
3701 }
3702
3703 void
3704 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3705 {
3706         struct cdevsw *csw;
3707         int ref;
3708
3709         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3710             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s) %p",
3711             devtoname(dev), dev));
3712
3713         csw = dev_refthread(dev, &ref);
3714         dev_strategy_csw(dev, csw, bp);
3715         dev_relthread(dev, ref);
3716 }
3717
3718 void
3719 dev_strategy_csw(struct cdev *dev, struct cdevsw *csw, struct buf *bp)
3720 {
3721         struct bio *bip;
3722
3723         KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ || bp->b_iocmd == BIO_WRITE,
3724             ("b_iocmd botch"));
3725         KASSERT(((dev->si_flags & SI_ETERNAL) != 0 && csw != NULL) ||
3726             dev->si_threadcount > 0,
3727             ("dev_strategy_csw threadcount cdev *(%s) %p", devtoname(dev),
3728             dev));
3729         if (csw == NULL) {
3730                 bp->b_error = ENXIO;
3731                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3732                 bufdone(bp);
3733                 return;
3734         }
3735         for (;;) {
3736                 bip = g_new_bio();
3737                 if (bip != NULL)
3738                         break;
3739                 /* Try again later */
3740                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3741         }
3742         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3743         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3744         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3745         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3746         bdata2bio(bp, bip);
3747         bip->bio_done = bufdonebio;
3748         bip->bio_caller2 = bp;
3749         bip->bio_dev = dev;
3750         (*csw->d_strategy)(bip);
3751 }
3752
3753 /*
3754  *      bufdone:
3755  *
3756  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3757  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3758  *      not allowed.
3759  *
3760  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3761  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3762  *      assuming B_INVAL is clear.
3763  *
3764  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3765  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3766  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3767  *
3768  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3769  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3770  *      in the biodone routine.
3771  */
3772 void
3773 bufdone(struct buf *bp)
3774 {
3775         struct bufobj *dropobj;
3776         void    (*biodone)(struct buf *);
3777
3778         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3779         dropobj = NULL;
3780
3781         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3782         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3783
3784         runningbufwakeup(bp);
3785         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3786                 dropobj = bp->b_bufobj;
3787         /* call optional completion function if requested */
3788         if (bp->b_iodone != NULL) {
3789                 biodone = bp->b_iodone;
3790                 bp->b_iodone = NULL;
3791                 (*biodone) (bp);
3792                 if (dropobj)
3793                         bufobj_wdrop(dropobj);
3794                 return;
3795         }
3796
3797         bufdone_finish(bp);
3798
3799         if (dropobj)
3800                 bufobj_wdrop(dropobj);
3801 }
3802
3803 void
3804 bufdone_finish(struct buf *bp)
3805 {
3806         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3807
3808         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3809                 buf_complete(bp);
3810
3811         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3812                 vm_ooffset_t foff;
3813                 vm_page_t m;
3814                 vm_object_t obj;
3815                 struct vnode *vp;
3816                 int bogus, i, iosize;
3817
3818                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3819                 KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
3820                     ("biodone_finish: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
3821                     obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
3822
3823                 vp = bp->b_vp;
3824                 KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
3825                     ("biodone_finish: vnode %p has zero hold count", vp));
3826                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3827                     ("biodone_finish: vnode %p has no vm_object", vp));
3828
3829                 foff = bp->b_offset;
3830                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3831                     ("biodone_finish: bp %p has no buffer offset", bp));
3832
3833                 /*
3834                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3835                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3836                  * routines.
3837                  */
3838                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3839                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3840                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3841                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3842                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3843                 }
3844                 bogus = 0;
3845                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3846                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3847                         int bogusflag = 0;
3848                         int resid;
3849
3850                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3851                         if (resid > iosize)
3852                                 resid = iosize;
3853
3854                         /*
3855                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3856                          */
3857                         m = bp->b_pages[i];
3858                         if (m == bogus_page) {
3859                                 bogus = bogusflag = 1;
3860                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3861                                 if (m == NULL)
3862                                         panic("biodone: page disappeared!");
3863                                 bp->b_pages[i] = m;
3864                         }
3865                         KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3866                             ("biodone_finish: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3867                             (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3868
3869                         /*
3870                          * In the write case, the valid and clean bits are
3871                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3872                          * only need to do this here in the read case.
3873                          */
3874                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3875                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3876                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3877                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3878                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3879                         }
3880
3881                         vm_page_sunbusy(m);
3882                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3883                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3884                         iosize -= resid;
3885                 }
3886                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3887                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3888                 if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3889                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3890                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3891                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3892                 }
3893         }
3894
3895         /*
3896          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3897          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3898          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3899          */
3900
3901         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3902                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3903                         brelse(bp);
3904                 else
3905                         bqrelse(bp);
3906         } else
3907                 bdone(bp);
3908 }
3909
3910 /*
3911  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3912  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3913  * consistant.
3914  */
3915 void
3916 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3917 {
3918         int i;
3919         vm_object_t obj;
3920         vm_page_t m;
3921
3922         runningbufwakeup(bp);
3923         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3924                 return;
3925
3926         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3927         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3928         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3929                 m = bp->b_pages[i];
3930                 if (m == bogus_page) {
3931                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3932                         if (!m)
3933                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3934                         bp->b_pages[i] = m;
3935                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3936                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3937                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3938                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3939                         } else
3940                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3941                 }
3942                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3943                 vm_page_sunbusy(m);
3944         }
3945         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3946         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3947 }
3948
3949 /*
3950  * vfs_page_set_valid:
3951  *
3952  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3953  *      range is restricted to the buffer's size.
3954  *
3955  *      This routine is typically called after a read completes.
3956  */
3957 static void
3958 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3959 {
3960         vm_ooffset_t eoff;
3961
3962         /*
3963          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
3964          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
3965          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
3966          * allocation size of the buffer.
3967          */
3968         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
3969         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3970                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3971
3972         /*
3973          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3974          * entire page.
3975          */
3976         if (eoff > off)
3977                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
3978 }
3979
3980 /*
3981  * vfs_page_set_validclean:
3982  *
3983  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
3984  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
3985  */
3986 static void
3987 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3988 {
3989         vm_ooffset_t soff, eoff;
3990
3991         /*
3992          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3993          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3994          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3995          * of the buffer.
3996          */
3997         soff = off;
3998         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3999         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4000                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4001
4002         /*
4003          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4004          * entire page.
4005          */
4006         if (eoff > soff) {
4007                 vm_page_set_validclean(
4008                     m,
4009                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4010                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4011                 );
4012         }
4013 }
4014
4015 /*
4016  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4017  * exclusive busy, drain it.
4018  */
4019 void
4020 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4021 {
4022         vm_page_t m;
4023         int i, last_busied;
4024
4025         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4026         last_busied = 0;
4027         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4028                 m = bp->b_pages[i];
4029                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4030                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4031                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4032                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4033                                 vm_page_lock(m);
4034                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4035                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage");
4036                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4037                         }
4038                 }
4039         }
4040         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4041                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4042 }
4043
4044 /*
4045  * This routine is called before a device strategy routine.
4046  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4047  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4048  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4049  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4050  * inconsistant.
4051  *
4052  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4053  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
4054  * and should be ignored.
4055  */
4056 void
4057 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4058 {
4059         int i, bogus;
4060         vm_object_t obj;
4061         vm_ooffset_t foff;
4062         vm_page_t m;
4063
4064         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4065                 return;
4066
4067         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4068         foff = bp->b_offset;
4069         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4070             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4071         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4072         vfs_drain_busy_pages(bp);
4073         if (bp->b_bufsize != 0)
4074                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4075         bogus = 0;
4076         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4077                 m = bp->b_pages[i];
4078
4079                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4080                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4081                         vm_page_sbusy(m);
4082                 }
4083                 /*
4084                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4085                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4086                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4087                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4088                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4089                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4090                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4091                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4092                  * first place ).  The replacement prevents the read
4093                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4094                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4095                  * It may not work properly with small-block devices.
4096                  * We need to find a better way.
4097                  */
4098                 if (clear_modify) {
4099                         pmap_remove_write(m);
4100                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4101                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4102                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4103                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4104                         bogus++;
4105                 }
4106                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4107         }
4108         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4109         if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4110                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4111                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4112                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4113         }
4114 }
4115
4116 /*
4117  *      vfs_bio_set_valid:
4118  *
4119  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4120  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4121  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4122  *      page.
4123  */
4124 void   
4125 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4126 {
4127         int i, n;
4128         vm_page_t m;
4129
4130         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4131                 return;
4132
4133         /*
4134          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4135          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4136          * first page that can be validated.
4137          */
4138         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4139         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4140
4141         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4142         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4143                 m = bp->b_pages[i];
4144                 if (n > size)
4145                         n = size;
4146                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4147                 base += n;
4148                 size -= n;
4149                 n = PAGE_SIZE;
4150         }
4151         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4152 }
4153
4154 /*
4155  *      vfs_bio_clrbuf:
4156  *
4157  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4158  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4159  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4160  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4161  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4162  *
4163  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4164  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4165  */
4166 void
4167 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4168 {
4169         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4170
4171         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4172                 clrbuf(bp);
4173                 return;
4174         }
4175         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4176         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4177         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4178         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4179             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4180                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4181                         goto unlock;
4182                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4183                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4184                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4185                         goto unlock;
4186                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4187                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4188                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4189                         goto unlock;
4190                 }
4191         }
4192         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4193         slide = 0;
4194         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4195                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4196                 ea = slide & PAGE_MASK;
4197                 if (ea == 0)
4198                         ea = PAGE_SIZE;
4199                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4200                         continue;
4201                 j = sa / DEV_BSIZE;
4202                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4203                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4204                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4205                         continue;
4206                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4207                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4208                 else {
4209                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4210                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4211                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4212                                             sa, DEV_BSIZE);
4213                                 }
4214                         }
4215                 }
4216                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4217         }
4218 unlock:
4219         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4220         bp->b_resid = 0;
4221 }
4222
4223 void
4224 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4225 {
4226         vm_page_t m;
4227         int i, n;
4228
4229         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4230                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4231                 bzero(bp->b_data + base, size);
4232         } else {
4233                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4234                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4235                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4236                         m = bp->b_pages[i];
4237                         if (n > size)
4238                                 n = size;
4239                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4240                         base += n;
4241                         size -= n;
4242                         n = PAGE_SIZE;
4243                 }
4244         }
4245 }
4246
4247 /*
4248  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4249  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4250  * not associated with a file object.
4251  */
4252 static void
4253 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4254 {
4255         vm_offset_t pg;
4256         vm_page_t p;
4257         int index;
4258
4259         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4260
4261         to = round_page(to);
4262         from = round_page(from);
4263         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4264
4265         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4266 tryagain:
4267                 /*
4268                  * note: must allocate system pages since blocking here
4269                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4270                  * process we are.
4271                  */
4272                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4273                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4274                 if (p == NULL) {
4275                         VM_WAIT;
4276                         goto tryagain;
4277                 }
4278                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4279                 bp->b_pages[index] = p;
4280         }
4281         bp->b_npages = index;
4282 }
4283
4284 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4285 static void
4286 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4287 {
4288         vm_offset_t from;
4289         vm_page_t p;
4290         int index, newnpages;
4291
4292         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4293
4294         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4295         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4296         if (bp->b_npages > newnpages)
4297                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4298         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4299                 p = bp->b_pages[index];
4300                 bp->b_pages[index] = NULL;
4301                 if (vm_page_sbusied(p))
4302                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
4303                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
4304                 p->wire_count--;
4305                 vm_page_free(p);
4306                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
4307         }
4308         bp->b_npages = newnpages;
4309 }
4310
4311 /*
4312  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4313  *
4314  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4315  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4316  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4317  *
4318  * Note that even if the caller determines that the address space should
4319  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4320  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4321  * check the return value.
4322  */
4323 int
4324 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4325 {
4326         caddr_t kva;
4327         vm_prot_t prot;
4328         int pidx;
4329
4330         if (bp->b_bufsize < 0)
4331                 return (-1);
4332         prot = VM_PROT_READ;
4333         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4334                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4335         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4336             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4337             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4338                 return (-1);
4339         bp->b_npages = pidx;
4340         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4341                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
4342                 kva = bp->b_saveaddr;
4343                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4344                 bp->b_data = kva + (((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK);
4345                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4346         } else {
4347                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
4348                 bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4349                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4350                 bp->b_data = unmapped_buf;
4351         }
4352         return(0);
4353 }
4354
4355 /*
4356  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4357  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4358  */
4359 void
4360 vunmapbuf(struct buf *bp)
4361 {
4362         int npages;
4363
4364         npages = bp->b_npages;
4365         if (bp->b_flags & B_UNMAPPED)
4366                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4367         else
4368                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4369         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4370         
4371         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
4372 }
4373
4374 void
4375 bdone(struct buf *bp)
4376 {
4377         struct mtx *mtxp;
4378
4379         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4380         mtx_lock(mtxp);
4381         bp->b_flags |= B_DONE;
4382         wakeup(bp);
4383         mtx_unlock(mtxp);
4384 }
4385
4386 void
4387 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4388 {
4389         struct mtx *mtxp;
4390
4391         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4392         mtx_lock(mtxp);
4393         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4394                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4395         mtx_unlock(mtxp);
4396 }
4397
4398 int
4399 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4400 {
4401
4402         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
4403 }
4404
4405 void
4406 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4407 {
4408         int i = 0;
4409         struct vnode *vp;
4410
4411         vp = bp->b_vp;
4412         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4413         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4414             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4415         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4416         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4417 }
4418
4419 void
4420 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4421 {
4422
4423         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4424         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4425         bo->bo_numoutput++;
4426 }
4427
4428 void
4429 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4430 {
4431
4432         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4433         BO_LOCK(bo);
4434         bo->bo_numoutput++;
4435         BO_UNLOCK(bo);
4436 }
4437
4438 void
4439 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4440 {
4441
4442         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4443         BO_LOCK(bo);
4444         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4445         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4446                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4447                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4448         }
4449         BO_UNLOCK(bo);
4450 }
4451
4452 int
4453 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4454 {
4455         int error;
4456
4457         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4458         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4459         error = 0;
4460         while (bo->bo_numoutput) {
4461                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4462                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
4463                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4464                 if (error)
4465                         break;
4466         }
4467         return (error);
4468 }
4469
4470 void
4471 bpin(struct buf *bp)
4472 {
4473         struct mtx *mtxp;
4474
4475         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4476         mtx_lock(mtxp);
4477         bp->b_pin_count++;
4478         mtx_unlock(mtxp);
4479 }
4480
4481 void
4482 bunpin(struct buf *bp)
4483 {
4484         struct mtx *mtxp;
4485
4486         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4487         mtx_lock(mtxp);
4488         if (--bp->b_pin_count == 0)
4489                 wakeup(bp);
4490         mtx_unlock(mtxp);
4491 }
4492
4493 void
4494 bunpin_wait(struct buf *bp)
4495 {
4496         struct mtx *mtxp;
4497
4498         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4499         mtx_lock(mtxp);
4500         while (bp->b_pin_count > 0)
4501                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4502         mtx_unlock(mtxp);
4503 }
4504
4505 /*
4506  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4507  */
4508 void
4509 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4510 {
4511
4512         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
4513                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4514                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4515                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4516                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4517                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4518                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4519                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4520                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4521                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4522                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4523         } else {
4524                 bip->bio_data = bp->b_data;
4525                 bip->bio_ma = NULL;
4526         }
4527 }
4528
4529 #include "opt_ddb.h"
4530 #ifdef DDB
4531 #include <ddb/ddb.h>
4532
4533 /* DDB command to show buffer data */
4534 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4535 {
4536         /* get args */
4537         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4538
4539         if (!have_addr) {
4540                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4541                 return;
4542         }
4543
4544         db_printf("buf at %p\n", bp);
4545         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4546             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4547             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4548         db_printf(
4549             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4550             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4551             "b_dep = %p\n",
4552             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4553             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4554             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4555         if (bp->b_npages) {
4556                 int i;
4557                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4558                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4559                         vm_page_t m;
4560                         m = bp->b_pages[i];
4561                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4562                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4563                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4564                                 db_printf(",");
4565                 }
4566                 db_printf("\n");
4567         }
4568         db_printf(" ");
4569         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4570 }
4571
4572 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4573 {
4574         struct buf *bp;
4575         int i;
4576
4577         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4578                 bp = &buf[i];
4579                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4580                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4581                         db_printf("\n");
4582                 }
4583         }
4584 }
4585
4586 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4587 {
4588         struct vnode *vp;
4589         struct buf *bp;
4590
4591         if (!have_addr) {
4592                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4593                 return;
4594         }
4595         vp = (struct vnode *)addr;
4596         db_printf("Clean buffers:\n");
4597         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4598                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4599                 db_printf("\n");
4600         }
4601         db_printf("Dirty buffers:\n");
4602         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4603                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4604                 db_printf("\n");
4605         }
4606 }
4607
4608 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4609 {
4610         struct buf *bp;
4611         int i, used = 0, nfree = 0;
4612
4613         if (have_addr) {
4614                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4615                 return;
4616         }
4617
4618         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4619                 bp = &buf[i];
4620                 if ((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0)
4621                         nfree++;
4622                 else
4623                         used++;
4624         }
4625
4626         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4627             nfree + used);
4628         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4629 }
4630 #endif /* DDB */