]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
nfs_write() can use the recently introduced vfs_bio_set_valid() instead of
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
25  * SUCH DAMAGE.
26  */
27
28 /*
29  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
30  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
31  * sure that the performance degradation associated with schemes such
32  * as this is not realized.
33  *
34  * Author:  John S. Dyson
35  * Significant help during the development and debugging phases
36  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
37  *
38  * see man buf(9) for more info.
39  */
40
41 #include <sys/cdefs.h>
42 __FBSDID("$FreeBSD$");
43
44 #include <sys/param.h>
45 #include <sys/systm.h>
46 #include <sys/bio.h>
47 #include <sys/conf.h>
48 #include <sys/buf.h>
49 #include <sys/devicestat.h>
50 #include <sys/eventhandler.h>
51 #include <sys/fail.h>
52 #include <sys/limits.h>
53 #include <sys/lock.h>
54 #include <sys/malloc.h>
55 #include <sys/mount.h>
56 #include <sys/mutex.h>
57 #include <sys/kernel.h>
58 #include <sys/kthread.h>
59 #include <sys/proc.h>
60 #include <sys/resourcevar.h>
61 #include <sys/sysctl.h>
62 #include <sys/vmmeter.h>
63 #include <sys/vnode.h>
64 #include <geom/geom.h>
65 #include <vm/vm.h>
66 #include <vm/vm_param.h>
67 #include <vm/vm_kern.h>
68 #include <vm/vm_pageout.h>
69 #include <vm/vm_page.h>
70 #include <vm/vm_object.h>
71 #include <vm/vm_extern.h>
72 #include <vm/vm_map.h>
73 #include "opt_compat.h"
74 #include "opt_directio.h"
75 #include "opt_swap.h"
76
77 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
78
79 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
80
81 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
82         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
83         .bop_write      =       bufwrite,
84         .bop_strategy   =       bufstrategy,
85         .bop_sync       =       bufsync,
86         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
87 };
88
89 /*
90  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
91  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
92  */
93 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
94
95 static struct proc *bufdaemonproc;
96
97 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
98 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
99                 vm_offset_t to);
100 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
101                 vm_offset_t to);
102 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
103 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
104                 vm_page_t m);
105 static void vfs_clean_pages(struct buf *bp);
106 static void vfs_setdirty(struct buf *bp);
107 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
108 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
109 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
110                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
111 static int buf_do_flush(struct vnode *vp);
112 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
113 static void buf_daemon(void);
114 static void bremfreel(struct buf *bp);
115 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
116     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
117 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
118 #endif
119
120 int vmiodirenable = TRUE;
121 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
122     "Use the VM system for directory writes");
123 long runningbufspace;
124 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
125     "Amount of presently outstanding async buffer io");
126 static long bufspace;
127 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
128     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
129 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
130     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
131 #else
132 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
133     "Virtual memory used for buffers");
134 #endif
135 static long maxbufspace;
136 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
137     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
138 static long bufmallocspace;
139 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
140     "Amount of malloced memory for buffers");
141 static long maxbufmallocspace;
142 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
143     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
144 static long lobufspace;
145 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
146     "Minimum amount of buffers we want to have");
147 long hibufspace;
148 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
149     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
150 static int bufreusecnt;
151 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
152     "Number of times we have reused a buffer");
153 static int buffreekvacnt;
154 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
155     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
156 static int bufdefragcnt;
157 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
158     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
159 static long lorunningspace;
160 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
161     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
162 static long hirunningspace;
163 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
164     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
165 int dirtybufferflushes;
166 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
167     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
168 int bdwriteskip;
169 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
170     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
171 int altbufferflushes;
172 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
173     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
174 static int recursiveflushes;
175 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
176     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
177 static int numdirtybuffers;
178 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
179     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
180 static int lodirtybuffers;
181 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
182     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
183 static int hidirtybuffers;
184 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
185     "When the number of dirty buffers is considered severe");
186 int dirtybufthresh;
187 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
188     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
189 static int numfreebuffers;
190 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
191     "Number of free buffers");
192 static int lofreebuffers;
193 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
194    "XXX Unused");
195 static int hifreebuffers;
196 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
197    "XXX Complicatedly unused");
198 static int getnewbufcalls;
199 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
200    "Number of calls to getnewbuf");
201 static int getnewbufrestarts;
202 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
203     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
204 static int flushbufqtarget = 100;
205 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
206     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
207 static long notbufdflashes;
208 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflashes, CTLFLAG_RD, &notbufdflashes, 0,
209     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
210
211 /*
212  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
213  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
214  * is idling.
215  */
216 static int bd_request;
217
218 /*
219  * This lock synchronizes access to bd_request.
220  */
221 static struct mtx bdlock;
222
223 /*
224  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
225  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
226  * really that bad.  it would be better to split the buffer
227  * for input in the case of buffers partially already in memory,
228  * but the code is intricate enough already.
229  */
230 vm_page_t bogus_page;
231
232 /*
233  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
234  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
235  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
236  */
237 static int runningbufreq;
238
239 /*
240  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
241  * waitrunningbufspace().
242  */
243 static struct mtx rbreqlock;
244
245 /* 
246  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
247  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
248  * by and/or.
249  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountwakeup(), bwillwrite(),
250  * getnewbuf(), and getblk().
251  */
252 static int needsbuffer;
253
254 /*
255  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
256  */
257 static struct mtx nblock;
258
259 /*
260  * Definitions for the buffer free lists.
261  */
262 #define BUFFER_QUEUES   6       /* number of free buffer queues */
263
264 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
265 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
266 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
267 #define QUEUE_DIRTY_GIANT 3     /* B_DELWRI buffers that need giant */
268 #define QUEUE_EMPTYKVA  4       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
269 #define QUEUE_EMPTY     5       /* empty buffer headers */
270 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
271
272 /* Queues for free buffers with various properties */
273 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
274
275 /* Lock for the bufqueues */
276 static struct mtx bqlock;
277
278 /*
279  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
280  * buf_wmesg is referred from macros.
281  */
282 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
283
284 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
285 #define VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH 0x02    /* waiting for dirty buffer flush */
286 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
287 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
288
289 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
290     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
291 static int
292 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
293 {
294         long lvalue;
295         int ivalue;
296
297         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
298                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
299         lvalue = *(long *)arg1;
300         if (lvalue > INT_MAX)
301                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
302                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
303         ivalue = lvalue;
304         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
305 }
306 #endif
307
308 #ifdef DIRECTIO
309 extern void ffs_rawread_setup(void);
310 #endif /* DIRECTIO */
311 /*
312  *      numdirtywakeup:
313  *
314  *      If someone is blocked due to there being too many dirty buffers,
315  *      and numdirtybuffers is now reasonable, wake them up.
316  */
317
318 static __inline void
319 numdirtywakeup(int level)
320 {
321
322         if (numdirtybuffers <= level) {
323                 mtx_lock(&nblock);
324                 if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH) {
325                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
326                         wakeup(&needsbuffer);
327                 }
328                 mtx_unlock(&nblock);
329         }
330 }
331
332 /*
333  *      bufspacewakeup:
334  *
335  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
336  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
337  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
338  *      bp's get placed back in the queues.
339  */
340
341 static __inline void
342 bufspacewakeup(void)
343 {
344
345         /*
346          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
347          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
348          * process will be able to now.
349          */
350         mtx_lock(&nblock);
351         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
352                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
353                 wakeup(&needsbuffer);
354         }
355         mtx_unlock(&nblock);
356 }
357
358 /*
359  * runningbufwakeup() - in-progress I/O accounting.
360  *
361  */
362 void
363 runningbufwakeup(struct buf *bp)
364 {
365
366         if (bp->b_runningbufspace) {
367                 atomic_subtract_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
368                 bp->b_runningbufspace = 0;
369                 mtx_lock(&rbreqlock);
370                 if (runningbufreq && runningbufspace <= lorunningspace) {
371                         runningbufreq = 0;
372                         wakeup(&runningbufreq);
373                 }
374                 mtx_unlock(&rbreqlock);
375         }
376 }
377
378 /*
379  *      bufcountwakeup:
380  *
381  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
382  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
383  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
384  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
385  */
386
387 static __inline void
388 bufcountwakeup(void) 
389 {
390
391         atomic_add_int(&numfreebuffers, 1);
392         mtx_lock(&nblock);
393         if (needsbuffer) {
394                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
395                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
396                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
397                 wakeup(&needsbuffer);
398         }
399         mtx_unlock(&nblock);
400 }
401
402 /*
403  *      waitrunningbufspace()
404  *
405  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
406  *      running.  This routine is used in async-write situations to
407  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
408  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
409  *
410  *      Reads will adjust runningbufspace, but will not block based on it.
411  *      The read load has a side effect of reducing the allowed write load.
412  *
413  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
414  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
415  *      caller's write has reached the device.
416  */
417 void
418 waitrunningbufspace(void)
419 {
420
421         mtx_lock(&rbreqlock);
422         while (runningbufspace > hirunningspace) {
423                 ++runningbufreq;
424                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
425         }
426         mtx_unlock(&rbreqlock);
427 }
428
429
430 /*
431  *      vfs_buf_test_cache:
432  *
433  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
434  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
435  *      valid data.
436  */
437 static __inline
438 void
439 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
440                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
441                   vm_page_t m)
442 {
443
444         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
445         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
446                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
447                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
448                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
449         }
450 }
451
452 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
453 static __inline
454 void
455 bd_wakeup(int dirtybuflevel)
456 {
457
458         mtx_lock(&bdlock);
459         if (bd_request == 0 && numdirtybuffers >= dirtybuflevel) {
460                 bd_request = 1;
461                 wakeup(&bd_request);
462         }
463         mtx_unlock(&bdlock);
464 }
465
466 /*
467  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
468  */
469
470 static __inline
471 void
472 bd_speedup(void)
473 {
474
475         bd_wakeup(1);
476 }
477
478 /*
479  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
480  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
481  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
482  * being reserved at this time.
483  */
484 caddr_t
485 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
486 {
487         int tuned_nbuf;
488         long maxbuf;
489
490         /*
491          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
492          * PAGE_SIZE is >= 1K)
493          */
494         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
495
496         /*
497          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
498          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
499          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
500          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
501          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
502          * maxbcache bytes.
503          *
504          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
505          */
506         if (nbuf == 0) {
507                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
508
509                 nbuf = 50;
510                 if (physmem_est > 4096)
511                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
512                             65536 / factor);
513                 if (physmem_est > 65536)
514                         nbuf += (physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5);
515
516                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
517                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
518                 tuned_nbuf = 1;
519         } else
520                 tuned_nbuf = 0;
521
522         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
523         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
524         if (nbuf > maxbuf) {
525                 if (!tuned_nbuf)
526                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
527                             maxbuf);
528                 nbuf = maxbuf;
529         }
530
531         /*
532          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
533          * We have no less then 16 and no more then 256.
534          */
535         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
536 #ifdef NSWBUF_MIN
537         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
538                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
539 #endif
540 #ifdef DIRECTIO
541         ffs_rawread_setup();
542 #endif
543
544         /*
545          * Reserve space for the buffer cache buffers
546          */
547         swbuf = (void *)v;
548         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
549         buf = (void *)v;
550         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
551
552         return(v);
553 }
554
555 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
556 void
557 bufinit(void)
558 {
559         struct buf *bp;
560         int i;
561
562         mtx_init(&bqlock, "buf queue lock", NULL, MTX_DEF);
563         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
564         mtx_init(&nblock, "needsbuffer lock", NULL, MTX_DEF);
565         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
566
567         /* next, make a null set of free lists */
568         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
569                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
570
571         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
572         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
573                 bp = &buf[i];
574                 bzero(bp, sizeof *bp);
575                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
576                 bp->b_rcred = NOCRED;
577                 bp->b_wcred = NOCRED;
578                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
579                 bp->b_vflags = 0;
580                 bp->b_xflags = 0;
581                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
582                 BUF_LOCKINIT(bp);
583                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
584         }
585
586         /*
587          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
588          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
589          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
590          * used by most other processes.  The differential is required to 
591          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
592          * be blocked waiting for buffer space.
593          *
594          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
595          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
596          * by the system.
597          */
598         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
599         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
600         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
601
602         lorunningspace = 512 * 1024;
603         hirunningspace = 1024 * 1024;
604
605 /*
606  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
607  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
608  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
609  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
610  * (small) directories.
611  */
612         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
613
614 /*
615  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
616  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
617  */
618         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
619         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
620         numdirtybuffers = 0;
621 /*
622  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
623  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
624  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
625  * BKVASIZE'd (8K) buffers.
626  */
627         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
628                 hidirtybuffers >>= 1;
629         }
630         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
631
632 /*
633  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
634  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
635  * emergency reserve.
636  */
637         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
638         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
639         numfreebuffers = nbuf;
640
641 /*
642  * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
643  * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
644  * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
645  * from buf_daemon.
646  */
647
648         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
649             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
650 }
651
652 /*
653  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
654  *
655  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
656  */
657 static void
658 bfreekva(struct buf *bp)
659 {
660
661         if (bp->b_kvasize) {
662                 atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
663                 atomic_subtract_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
664                 vm_map_remove(buffer_map, (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
665                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize);
666                 bp->b_kvasize = 0;
667                 bufspacewakeup();
668         }
669 }
670
671 /*
672  *      bremfree:
673  *
674  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list in brelse.
675  *      
676  */
677 void
678 bremfree(struct buf *bp)
679 {
680
681         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
682         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
683             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
684         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
685             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
686         BUF_ASSERT_HELD(bp);
687
688         bp->b_flags |= B_REMFREE;
689         /* Fixup numfreebuffers count.  */
690         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
691                 atomic_subtract_int(&numfreebuffers, 1);
692 }
693
694 /*
695  *      bremfreef:
696  *
697  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
698  *      it abuses the b_freelist pointer.
699  */
700 void
701 bremfreef(struct buf *bp)
702 {
703         mtx_lock(&bqlock);
704         bremfreel(bp);
705         mtx_unlock(&bqlock);
706 }
707
708 /*
709  *      bremfreel:
710  *
711  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
712  *      bqlock held.
713  */
714 static void
715 bremfreel(struct buf *bp)
716 {
717         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
718             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
719         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
720             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
721         BUF_ASSERT_HELD(bp);
722         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
723
724         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
725         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
726         /*
727          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
728          * from the queue and return the stats are already done.
729          */
730         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
731                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
732                 return;
733         }
734         /*
735          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
736          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
737          * numfreebuffers.
738          */
739         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
740                 atomic_subtract_int(&numfreebuffers, 1);
741 }
742
743
744 /*
745  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
746  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
747  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
748  * getblk() ).  This is really just a special case of breadn().
749  */
750 int
751 bread(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, struct ucred * cred,
752     struct buf **bpp)
753 {
754
755         return (breadn(vp, blkno, size, 0, 0, 0, cred, bpp));
756 }
757
758 /*
759  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
760  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
761  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
762  */
763 void
764 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
765     int cnt, struct ucred * cred)
766 {
767         struct buf *rabp;
768         int i;
769
770         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
771                 if (inmem(vp, *rablkno))
772                         continue;
773                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
774
775                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
776                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
777                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
778                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
779                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
780                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
781                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
782                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
783                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
784                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
785                         BUF_KERNPROC(rabp);
786                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
787                         bstrategy(rabp);
788                 } else {
789                         brelse(rabp);
790                 }
791         }
792 }
793
794 /*
795  * Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
796  * read-ahead blocks.
797  */
798 int
799 breadn(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size,
800     daddr_t * rablkno, int *rabsize,
801     int cnt, struct ucred * cred, struct buf **bpp)
802 {
803         struct buf *bp;
804         int rv = 0, readwait = 0;
805
806         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
807         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, 0);
808
809         /* if not found in cache, do some I/O */
810         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
811                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
812                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
813                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
814                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
815                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
816                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
817                         bp->b_rcred = crhold(cred);
818                 vfs_busy_pages(bp, 0);
819                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
820                 bstrategy(bp);
821                 ++readwait;
822         }
823
824         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
825
826         if (readwait) {
827                 rv = bufwait(bp);
828         }
829         return (rv);
830 }
831
832 /*
833  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
834  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
835  * is invalid.
836  *
837  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
838  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
839  * now so we set it generally.  This could be set either here 
840  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
841  * here.
842  */
843 int
844 bufwrite(struct buf *bp)
845 {
846         int oldflags;
847         struct vnode *vp;
848         int vp_md;
849
850         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
851         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
852                 brelse(bp);
853                 return (0);
854         }
855
856         oldflags = bp->b_flags;
857
858         BUF_ASSERT_HELD(bp);
859
860         if (bp->b_pin_count > 0)
861                 bunpin_wait(bp);
862
863         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
864             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
865
866         vp = bp->b_vp;
867         if (vp)
868                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
869         else
870                 vp_md = 0;
871
872         /* Mark the buffer clean */
873         bundirty(bp);
874
875         bp->b_flags &= ~B_DONE;
876         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
877         bp->b_flags |= B_CACHE;
878         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
879
880         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
881         vfs_busy_pages(bp, 1);
882
883         /*
884          * Normal bwrites pipeline writes
885          */
886         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
887         atomic_add_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
888
889         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
890                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
891         if (oldflags & B_ASYNC)
892                 BUF_KERNPROC(bp);
893         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
894         bstrategy(bp);
895
896         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
897                 int rtval = bufwait(bp);
898                 brelse(bp);
899                 return (rtval);
900         } else {
901                 /*
902                  * don't allow the async write to saturate the I/O
903                  * system.  We will not deadlock here because
904                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
905                  * to complete. We do not block here if it is the update
906                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
907                  * to deadlock.
908                  */
909                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
910                         waitrunningbufspace();
911         }
912
913         return (0);
914 }
915
916 void
917 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
918 {
919         struct buf *nbp;
920
921         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
922                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
923                 altbufferflushes++;
924         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
925                 BO_LOCK(bo);
926                 /*
927                  * Try to find a buffer to flush.
928                  */
929                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
930                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
931                             BUF_LOCK(nbp,
932                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
933                                 continue;
934                         if (bp == nbp)
935                                 panic("bdwrite: found ourselves");
936                         BO_UNLOCK(bo);
937                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
938                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
939                                 BO_LOCK(bo);
940                                 BUF_UNLOCK(nbp);
941                                 continue;
942                         }
943                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
944                                 vfs_bio_awrite(nbp);
945                         } else {
946                                 bremfree(nbp);
947                                 bawrite(nbp);
948                         }
949                         dirtybufferflushes++;
950                         break;
951                 }
952                 if (nbp == NULL)
953                         BO_UNLOCK(bo);
954         }
955 }
956
957 /*
958  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
959  * anything if the buffer is marked invalid.
960  *
961  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
962  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
963  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
964  * out synchronously.
965  */
966 void
967 bdwrite(struct buf *bp)
968 {
969         struct thread *td = curthread;
970         struct vnode *vp;
971         struct bufobj *bo;
972
973         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
974         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
975         BUF_ASSERT_HELD(bp);
976
977         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
978                 brelse(bp);
979                 return;
980         }
981
982         /*
983          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
984          * If we are wildly over our limit, then force a complete
985          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
986          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
987          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
988          */
989         vp = bp->b_vp;
990         bo = bp->b_bufobj;
991         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
992                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
993                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
994                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
995         } else
996                 recursiveflushes++;
997
998         bdirty(bp);
999         /*
1000          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1001          * true even of NFS now.
1002          */
1003         bp->b_flags |= B_CACHE;
1004
1005         /*
1006          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1007          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1008          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1009          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1010          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1011          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1012          * the bmap then...  So, this is important to do.
1013          */
1014         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1015                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1016         }
1017
1018         /*
1019          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty pages.
1020          */
1021         vfs_setdirty(bp);
1022
1023         /*
1024          * We need to do this here to satisfy the vnode_pager and the
1025          * pageout daemon, so that it thinks that the pages have been
1026          * "cleaned".  Note that since the pages are in a delayed write
1027          * buffer -- the VFS layer "will" see that the pages get written
1028          * out on the next sync, or perhaps the cluster will be completed.
1029          */
1030         vfs_clean_pages(bp);
1031         bqrelse(bp);
1032
1033         /*
1034          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have a lot of dirty
1035          * buffers (midpoint between our recovery point and our stall
1036          * point).
1037          */
1038         bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1039
1040         /*
1041          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1042          * due to the softdep code.
1043          */
1044 }
1045
1046 /*
1047  *      bdirty:
1048  *
1049  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1050  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1051  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1052  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1053  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1054  *
1055  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1056  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1057  *      should only be called if the buffer is known-good.
1058  *
1059  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1060  *      count.
1061  *
1062  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1063  */
1064 void
1065 bdirty(struct buf *bp)
1066 {
1067
1068         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1069             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1070         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1071         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1072             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1073         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1074         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1075         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1076
1077         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1078                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1079                 reassignbuf(bp);
1080                 atomic_add_int(&numdirtybuffers, 1);
1081                 bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1082         }
1083 }
1084
1085 /*
1086  *      bundirty:
1087  *
1088  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1089  *
1090  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1091  *      count.
1092  *      
1093  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1094  */
1095
1096 void
1097 bundirty(struct buf *bp)
1098 {
1099
1100         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1101         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1102         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1103             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1104         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1105
1106         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1107                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1108                 reassignbuf(bp);
1109                 atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1110                 numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1111         }
1112         /*
1113          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1114          */
1115         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1116 }
1117
1118 /*
1119  *      bawrite:
1120  *
1121  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1122  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1123  *
1124  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1125  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1126  */
1127 void
1128 bawrite(struct buf *bp)
1129 {
1130
1131         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1132         (void) bwrite(bp);
1133 }
1134
1135 /*
1136  *      bwillwrite:
1137  *
1138  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1139  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1140  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1141  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1142  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1143  */
1144
1145 void
1146 bwillwrite(void)
1147 {
1148
1149         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1150                 mtx_lock(&nblock);
1151                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1152                         bd_wakeup(1);
1153                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
1154                         msleep(&needsbuffer, &nblock,
1155                             (PRIBIO + 4), "flswai", 0);
1156                 }
1157                 mtx_unlock(&nblock);
1158         }
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Return true if we have too many dirty buffers.
1163  */
1164 int
1165 buf_dirty_count_severe(void)
1166 {
1167
1168         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1169 }
1170
1171 static __noinline int
1172 buf_vm_page_count_severe(void)
1173 {
1174
1175         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, buf_pressure, return 1);
1176
1177         return vm_page_count_severe();
1178 }
1179
1180 /*
1181  *      brelse:
1182  *
1183  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1184  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1185  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1186  */
1187 void
1188 brelse(struct buf *bp)
1189 {
1190         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1191             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1192         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1193             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1194
1195         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1196                 bqrelse(bp);
1197                 return;
1198         }
1199
1200         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1201             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1202                 /*
1203                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1204                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1205                  * other than an I/O error (EIO), assume that retryingi
1206                  * is futile.
1207                  */
1208                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1209                 bdirty(bp);
1210         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1211             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1212                 /*
1213                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1214                  * cache the buffer.
1215                  */
1216                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1217                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1218                         buf_deallocate(bp);
1219                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1220                         atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1221                         numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1222                 }
1223                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1224                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1225                         if (bp->b_bufsize)
1226                                 allocbuf(bp, 0);
1227                         if (bp->b_vp)
1228                                 brelvp(bp);
1229                 }
1230         }
1231
1232         /*
1233          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1234          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1235          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1236          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1237          * 
1238          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1239          * if B_DELWRI is set.
1240          *
1241          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1242          * on pages to return pages to the VM page queues.
1243          */
1244         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1245                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1246         else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1247                 /*
1248                  * The locking of the BO_LOCK is not necessary since
1249                  * BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1250                  * lock, it can only be cleared if it is already
1251                  * pending.
1252                  */
1253                 if (bp->b_vp) {
1254                         if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1255                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
1256                 } else
1257                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1258         }
1259
1260         /*
1261          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1262          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1263          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1264          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1265          *
1266          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1267          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1268          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1269          *
1270          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1271          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1272          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1273          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1274          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1275          * background write.
1276          */
1277         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1278             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1279                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1280                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1281                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1282             ) {
1283
1284                 int i, j, resid;
1285                 vm_page_t m;
1286                 off_t foff;
1287                 vm_pindex_t poff;
1288                 vm_object_t obj;
1289
1290                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1291
1292                 /*
1293                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1294                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1295                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1296                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1297                  *
1298                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1299                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1300                  * m->dirty, etc...). 
1301                  *
1302                  * See man buf(9) for more information
1303                  */
1304                 resid = bp->b_bufsize;
1305                 foff = bp->b_offset;
1306                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
1307                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1308                         int had_bogus = 0;
1309
1310                         m = bp->b_pages[i];
1311
1312                         /*
1313                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1314                          * now.
1315                          */
1316                         if (m == bogus_page) {
1317                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1318                                 had_bogus = 1;
1319
1320                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1321                                         vm_page_t mtmp;
1322                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1323                                         if (mtmp == bogus_page) {
1324                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1325                                                 if (!mtmp) {
1326                                                         panic("brelse: page missing\n");
1327                                                 }
1328                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1329                                         }
1330                                 }
1331
1332                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1333                                         pmap_qenter(
1334                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1335                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1336                                 }
1337                                 m = bp->b_pages[i];
1338                         }
1339                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1340                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1341                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1342                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1343                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1344
1345                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1346                                 vm_page_lock_queues();
1347                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1348                                 vm_page_unlock_queues();
1349                                 if (had_bogus)
1350                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1351                         }
1352                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1353                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1354                 }
1355                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
1356                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1357                         vfs_vmio_release(bp);
1358
1359         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1360
1361                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1362                         vfs_vmio_release(bp);
1363                 }
1364
1365         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1366                 if (bp->b_bufsize != 0)
1367                         allocbuf(bp, 0);
1368                 if (bp->b_vp != NULL)
1369                         brelvp(bp);
1370         }
1371                         
1372         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1373                 /* do not release to free list */
1374                 BUF_UNLOCK(bp);
1375                 return;
1376         }
1377
1378         /* enqueue */
1379         mtx_lock(&bqlock);
1380         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1381         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1382                 bremfreel(bp);
1383         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1384                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1385
1386         /*
1387          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1388          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1389          * doesn't find it.
1390          */
1391         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1392             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1393                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1394         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1395                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1396                         bundirty(bp);
1397                 if (bp->b_vp)
1398                         brelvp(bp);
1399         }
1400
1401         /* buffers with no memory */
1402         if (bp->b_bufsize == 0) {
1403                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1404                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1405                         panic("losing buffer 1");
1406                 if (bp->b_kvasize) {
1407                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1408                 } else {
1409                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1410                 }
1411                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1412         /* buffers with junk contents */
1413         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1414             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1415                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1416                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1417                         panic("losing buffer 2");
1418                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1419                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1420         /* remaining buffers */
1421         } else {
1422                 if ((bp->b_flags & (B_DELWRI|B_NEEDSGIANT)) ==
1423                     (B_DELWRI|B_NEEDSGIANT))
1424                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY_GIANT;
1425                 else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1426                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1427                 else
1428                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1429                 if (bp->b_flags & B_AGE)
1430                         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1431                 else
1432                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1433         }
1434         mtx_unlock(&bqlock);
1435
1436         /*
1437          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1438          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1439          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1440          * if B_INVAL is set ).
1441          */
1442
1443         if (!(bp->b_flags & B_DELWRI))
1444                 bufcountwakeup();
1445
1446         /*
1447          * Something we can maybe free or reuse
1448          */
1449         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1450                 bufspacewakeup();
1451
1452         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1453         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1454                 panic("brelse: not dirty");
1455         /* unlock */
1456         BUF_UNLOCK(bp);
1457 }
1458
1459 /*
1460  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1461  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1462  *
1463  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1464  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1465  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1466  * again soon.
1467  *
1468  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1469  */
1470 void
1471 bqrelse(struct buf *bp)
1472 {
1473         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1474         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1475             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1476
1477         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1478                 /* do not release to free list */
1479                 BUF_UNLOCK(bp);
1480                 return;
1481         }
1482
1483         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1484                 if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1485                         mtx_lock(&bqlock);
1486                         bremfreel(bp);
1487                         mtx_unlock(&bqlock);
1488                 }
1489                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1490                 BUF_UNLOCK(bp);
1491                 return;
1492         }
1493
1494         mtx_lock(&bqlock);
1495         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1496         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1497                 bremfreel(bp);
1498         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1499                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1500         /* buffers with stale but valid contents */
1501         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1502                 if (bp->b_flags & B_NEEDSGIANT)
1503                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY_GIANT;
1504                 else
1505                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1506                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1507         } else {
1508                 /*
1509                  * The locking of the BO_LOCK for checking of the
1510                  * BV_BKGRDINPROG is not necessary since the
1511                  * BV_BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1512                  * lock, it can only be cleared if it is already
1513                  * pending.
1514                  */
1515                 if (!buf_vm_page_count_severe() || (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)) {
1516                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1517                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp,
1518                             b_freelist);
1519                 } else {
1520                         /*
1521                          * We are too low on memory, we have to try to free
1522                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1523                          * making up its backing store) *now*.
1524                          */
1525                         mtx_unlock(&bqlock);
1526                         brelse(bp);
1527                         return;
1528                 }
1529         }
1530         mtx_unlock(&bqlock);
1531
1532         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1533                 bufcountwakeup();
1534
1535         /*
1536          * Something we can maybe free or reuse.
1537          */
1538         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1539                 bufspacewakeup();
1540
1541         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1542         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1543                 panic("bqrelse: not dirty");
1544         /* unlock */
1545         BUF_UNLOCK(bp);
1546 }
1547
1548 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1549 static void
1550 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1551 {
1552         int i;
1553         vm_page_t m;
1554
1555         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1556         vm_page_lock_queues();
1557         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1558                 m = bp->b_pages[i];
1559                 bp->b_pages[i] = NULL;
1560                 /*
1561                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1562                  * everything on the inactive queue.
1563                  */
1564                 vm_page_unwire(m, 0);
1565                 /*
1566                  * We don't mess with busy pages, it is
1567                  * the responsibility of the process that
1568                  * busied the pages to deal with them.
1569                  */
1570                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) || (m->busy != 0))
1571                         continue;
1572                         
1573                 if (m->wire_count == 0) {
1574                         /*
1575                          * Might as well free the page if we can and it has
1576                          * no valid data.  We also free the page if the
1577                          * buffer was used for direct I/O
1578                          */
1579                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid &&
1580                             m->hold_count == 0) {
1581                                 vm_page_free(m);
1582                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1583                                 vm_page_try_to_free(m);
1584                         } else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1585                                 vm_page_try_to_cache(m);
1586                         }
1587                 }
1588         }
1589         vm_page_unlock_queues();
1590         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1591         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data), bp->b_npages);
1592         
1593         if (bp->b_bufsize) {
1594                 bufspacewakeup();
1595                 bp->b_bufsize = 0;
1596         }
1597         bp->b_npages = 0;
1598         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1599         if (bp->b_vp)
1600                 brelvp(bp);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1605  * write.
1606  */
1607 static int
1608 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1609 {
1610         struct buf *bpa;
1611         int match;
1612
1613         match = 0;
1614
1615         /* If the buf isn't in core skip it */
1616         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1617                 return (0);
1618
1619         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1620         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1621                 return (0);
1622
1623         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1624         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1625             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1626                 goto done;
1627
1628         if (bpa->b_bufsize != size)
1629                 goto done;
1630
1631         /*
1632          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1633          * block has been mapped.
1634          */
1635         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1636                 match = 1;
1637 done:
1638         BUF_UNLOCK(bpa);
1639         return (match);
1640 }
1641
1642 /*
1643  *      vfs_bio_awrite:
1644  *
1645  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1646  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1647  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1648  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1649  */
1650 int
1651 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1652 {
1653         struct bufobj *bo;
1654         int i;
1655         int j;
1656         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1657         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1658         int ncl;
1659         int nwritten;
1660         int size;
1661         int maxcl;
1662
1663         bo = &vp->v_bufobj;
1664         /*
1665          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1666          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1667          * rather then at the beginning.
1668          */
1669         if ((vp->v_type == VREG) && 
1670             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1671             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1672
1673                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1674                 maxcl = MAXPHYS / size;
1675
1676                 BO_LOCK(bo);
1677                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
1678                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
1679                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1680                                 break;
1681
1682                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
1683                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
1684                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1685                                 break;
1686                 BO_UNLOCK(bo);
1687                 --j;
1688                 ncl = i + j;
1689                 /*
1690                  * this is a possible cluster write
1691                  */
1692                 if (ncl != 1) {
1693                         BUF_UNLOCK(bp);
1694                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl);
1695                         return nwritten;
1696                 }
1697         }
1698         bremfree(bp);
1699         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1700         /*
1701          * default (old) behavior, writing out only one block
1702          *
1703          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1704          */
1705         nwritten = bp->b_bufsize;
1706         (void) bwrite(bp);
1707
1708         return nwritten;
1709 }
1710
1711 /*
1712  *      getnewbuf:
1713  *
1714  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1715  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1716  *
1717  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1718  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1719  *
1720  *      We block if:
1721  *              We have insufficient buffer headers
1722  *              We have insufficient buffer space
1723  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1724  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1725  *
1726  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1727  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1728  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1729  */
1730
1731 static struct buf *
1732 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
1733     int gbflags)
1734 {
1735         struct thread *td;
1736         struct buf *bp;
1737         struct buf *nbp;
1738         int defrag = 0;
1739         int nqindex;
1740         static int flushingbufs;
1741
1742         td = curthread;
1743         /*
1744          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1745          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1746          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1747          * async I/O rather then sync I/O.
1748          */
1749         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
1750         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
1751 restart:
1752         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
1753
1754         /*
1755          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1756          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1757          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1758          * dip into our reserves.
1759          *
1760          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1761          *
1762          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1763          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1764          * where we cannot backup.
1765          */
1766         mtx_lock(&bqlock);
1767         nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1768         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
1769
1770         if (nbp == NULL) {
1771                 /*
1772                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1773                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1774                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1775                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1776                  */
1777                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1778                         nqindex = QUEUE_CLEAN;
1779                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
1780                 }
1781
1782                 /*
1783                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1784                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1785                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1786                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1787                  */
1788                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1789                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1790                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
1791                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
1792                 }
1793         }
1794
1795         /*
1796          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1797          * depending.
1798          */
1799
1800         while ((bp = nbp) != NULL) {
1801                 int qindex = nqindex;
1802
1803                 /*
1804                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1805                  * or do other fancy things ).
1806                  */
1807                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
1808                         switch(qindex) {
1809                         case QUEUE_EMPTY:
1810                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1811                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA])))
1812                                         break;
1813                                 /* FALLTHROUGH */
1814                         case QUEUE_EMPTYKVA:
1815                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
1816                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])))
1817                                         break;
1818                                 /* FALLTHROUGH */
1819                         case QUEUE_CLEAN:
1820                                 /*
1821                                  * nbp is NULL. 
1822                                  */
1823                                 break;
1824                         }
1825                 }
1826                 /*
1827                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1828                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
1829                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
1830                  * should also be non-zero at this point.  XXX
1831                  */
1832                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
1833                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
1834                         continue;
1835                 }
1836
1837                 /*
1838                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1839                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
1840                  */
1841                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1842                         continue;
1843                 if (bp->b_vp) {
1844                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1845                         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
1846                                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1847                                 BUF_UNLOCK(bp);
1848                                 continue;
1849                         }
1850                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1851                 }
1852                 CTR6(KTR_BUF,
1853                     "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
1854                     "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1855                     bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
1856
1857                 /*
1858                  * Sanity Checks
1859                  */
1860                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistant queue %d bp %p", qindex, bp));
1861
1862                 /*
1863                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1864                  * buffers.
1865                  */
1866
1867                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1868
1869                 bremfreel(bp);
1870                 mtx_unlock(&bqlock);
1871
1872                 if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1873                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1874                                 bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1875                                 vfs_vmio_release(bp);
1876                         }
1877                         if (bp->b_vp)
1878                                 brelvp(bp);
1879                 }
1880
1881                 /*
1882                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1883                  * the scan from this point on.
1884                  *
1885                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
1886                  * valid after this operation.
1887                  */
1888
1889                 if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1890                         crfree(bp->b_rcred);
1891                         bp->b_rcred = NOCRED;
1892                 }
1893                 if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1894                         crfree(bp->b_wcred);
1895                         bp->b_wcred = NOCRED;
1896                 }
1897                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1898                         buf_deallocate(bp);
1899                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1900                         panic("losing buffer 3");
1901                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1902                     ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
1903                     bp, bp->b_vp, qindex));
1904                 KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1905                    ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X",
1906                     bp, bp->b_xflags));
1907
1908                 if (bp->b_bufsize)
1909                         allocbuf(bp, 0);
1910
1911                 bp->b_flags = 0;
1912                 bp->b_ioflags = 0;
1913                 bp->b_xflags = 0;
1914                 bp->b_vflags = 0;
1915                 bp->b_vp = NULL;
1916                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1917                 bp->b_offset = NOOFFSET;
1918                 bp->b_iodone = 0;
1919                 bp->b_error = 0;
1920                 bp->b_resid = 0;
1921                 bp->b_bcount = 0;
1922                 bp->b_npages = 0;
1923                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1924                 bp->b_bufobj = NULL;
1925                 bp->b_pin_count = 0;
1926                 bp->b_fsprivate1 = NULL;
1927                 bp->b_fsprivate2 = NULL;
1928                 bp->b_fsprivate3 = NULL;
1929
1930                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1931
1932                 /*
1933                  * If we are defragging then free the buffer.
1934                  */
1935                 if (defrag) {
1936                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1937                         bfreekva(bp);
1938                         brelse(bp);
1939                         defrag = 0;
1940                         goto restart;
1941                 }
1942
1943                 /*
1944                  * Notify any waiters for the buffer lock about
1945                  * identity change by freeing the buffer.
1946                  */
1947                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
1948                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1949                         bfreekva(bp);
1950                         brelse(bp);
1951                         goto restart;
1952                 }
1953
1954                 /*
1955                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
1956                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
1957                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
1958                  */
1959                 if (bufspace >= hibufspace)
1960                         flushingbufs = 1;
1961                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
1962                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1963                         bfreekva(bp);
1964                         brelse(bp);
1965                         goto restart;
1966                 }
1967                 if (bufspace < lobufspace)
1968                         flushingbufs = 0;
1969                 break;
1970         }
1971
1972         /*
1973          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
1974          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
1975          *
1976          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
1977          */
1978
1979         if (bp == NULL) {
1980                 int flags, norunbuf;
1981                 char *waitmsg;
1982                 int fl;
1983
1984                 if (defrag) {
1985                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1986                         waitmsg = "nbufkv";
1987                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
1988                         waitmsg = "nbufbs";
1989                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1990                 } else {
1991                         waitmsg = "newbuf";
1992                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
1993                 }
1994                 mtx_lock(&nblock);
1995                 needsbuffer |= flags;
1996                 mtx_unlock(&nblock);
1997                 mtx_unlock(&bqlock);
1998
1999                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2000                 if (gbflags & GB_NOWAIT_BD)
2001                         return (NULL);
2002
2003                 mtx_lock(&nblock);
2004                 while (needsbuffer & flags) {
2005                         if (vp != NULL && (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2006                                 mtx_unlock(&nblock);
2007                                 /*
2008                                  * getblk() is called with a vnode
2009                                  * locked, and some majority of the
2010                                  * dirty buffers may as well belong to
2011                                  * the vnode. Flushing the buffers
2012                                  * there would make a progress that
2013                                  * cannot be achieved by the
2014                                  * buf_daemon, that cannot lock the
2015                                  * vnode.
2016                                  */
2017                                 norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2018                                     (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2019                                 /* play bufdaemon */
2020                                 td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2021                                 fl = buf_do_flush(vp);
2022                                 td->td_pflags &= norunbuf;
2023                                 mtx_lock(&nblock);
2024                                 if (fl != 0)
2025                                         continue;
2026                                 if ((needsbuffer & flags) == 0)
2027                                         break;
2028                         }
2029                         if (msleep(&needsbuffer, &nblock,
2030                             (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo)) {
2031                                 mtx_unlock(&nblock);
2032                                 return (NULL);
2033                         }
2034                 }
2035                 mtx_unlock(&nblock);
2036         } else {
2037                 /*
2038                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2039                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2040                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2041                  * BKVASIZE chunks.
2042                  */
2043                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2044
2045                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
2046                         vm_offset_t addr = 0;
2047
2048                         bfreekva(bp);
2049
2050                         vm_map_lock(buffer_map);
2051                         if (vm_map_findspace(buffer_map,
2052                                 vm_map_min(buffer_map), maxsize, &addr)) {
2053                                 /*
2054                                  * Uh oh.  Buffer map is to fragmented.  We
2055                                  * must defragment the map.
2056                                  */
2057                                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
2058                                 vm_map_unlock(buffer_map);
2059                                 defrag = 1;
2060                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2061                                 brelse(bp);
2062                                 goto restart;
2063                         }
2064                         if (addr) {
2065                                 vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0,
2066                                         addr, addr + maxsize,
2067                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
2068
2069                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
2070                                 bp->b_kvasize = maxsize;
2071                                 atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2072                                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2073                         }
2074                         vm_map_unlock(buffer_map);
2075                 }
2076                 bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2077                 bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2078         }
2079         return(bp);
2080 }
2081
2082 /*
2083  *      buf_daemon:
2084  *
2085  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2086  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2087  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2088  */
2089
2090 static struct kproc_desc buf_kp = {
2091         "bufdaemon",
2092         buf_daemon,
2093         &bufdaemonproc
2094 };
2095 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2096
2097 static int
2098 buf_do_flush(struct vnode *vp)
2099 {
2100         int flushed;
2101
2102         flushed = flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 0);
2103         /* The list empty check here is slightly racy */
2104         if (!TAILQ_EMPTY(&bufqueues[QUEUE_DIRTY_GIANT])) {
2105                 mtx_lock(&Giant);
2106                 flushed += flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY_GIANT, 0);
2107                 mtx_unlock(&Giant);
2108         }
2109         if (flushed == 0) {
2110                 /*
2111                  * Could not find any buffers without rollback
2112                  * dependencies, so just write the first one
2113                  * in the hopes of eventually making progress.
2114                  */
2115                 flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 1);
2116                 if (!TAILQ_EMPTY(
2117                             &bufqueues[QUEUE_DIRTY_GIANT])) {
2118                         mtx_lock(&Giant);
2119                         flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY_GIANT, 1);
2120                         mtx_unlock(&Giant);
2121                 }
2122         }
2123         return (flushed);
2124 }
2125
2126 static void
2127 buf_daemon()
2128 {
2129
2130         /*
2131          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2132          */
2133         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2134             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2135
2136         /*
2137          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2138          */
2139         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2140         mtx_lock(&bdlock);
2141         for (;;) {
2142                 bd_request = 0;
2143                 mtx_unlock(&bdlock);
2144
2145                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2146
2147                 /*
2148                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2149                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2150                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2151                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2152                  */
2153                 while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
2154                         if (buf_do_flush(NULL) == 0)
2155                                 break;
2156                         uio_yield();
2157                 }
2158
2159                 /*
2160                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2161                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2162                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2163                  * built up, within reason.
2164                  *
2165                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2166                  * find any flushable buffers, we sleep half a second.
2167                  * Otherwise we loop immediately.
2168                  */
2169                 mtx_lock(&bdlock);
2170                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2171                         /*
2172                          * We reached our low water mark, reset the
2173                          * request and sleep until we are needed again.
2174                          * The sleep is just so the suspend code works.
2175                          */
2176                         bd_request = 0;
2177                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2178                 } else {
2179                         /*
2180                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2181                          * still have too many dirty buffers, we
2182                          * have to sleep and try again.  (rare)
2183                          */
2184                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2185                 }
2186         }
2187 }
2188
2189 /*
2190  *      flushbufqueues:
2191  *
2192  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2193  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2194  *      particularly sensitive to.
2195  */
2196 static int flushwithdeps = 0;
2197 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2198     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2199
2200 static int
2201 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int queue, int flushdeps)
2202 {
2203         struct buf *sentinel;
2204         struct vnode *vp;
2205         struct mount *mp;
2206         struct buf *bp;
2207         int hasdeps;
2208         int flushed;
2209         int target;
2210
2211         if (lvp == NULL) {
2212                 target = numdirtybuffers - lodirtybuffers;
2213                 if (flushdeps && target > 2)
2214                         target /= 2;
2215         } else
2216                 target = flushbufqtarget;
2217         flushed = 0;
2218         bp = NULL;
2219         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2220         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2221         mtx_lock(&bqlock);
2222         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2223         while (flushed != target) {
2224                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2225                 if (bp != NULL) {
2226                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2227                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2228                             b_freelist);
2229                 } else
2230                         break;
2231                 /*
2232                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2233                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2234                  */
2235                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL)
2236                         continue;
2237                 /*
2238                  * Only flush the buffers that belong to the
2239                  * vnode locked by the curthread.
2240                  */
2241                 if (lvp != NULL && bp->b_vp != lvp)
2242                         continue;
2243                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2244                         continue;
2245                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2246                         BUF_UNLOCK(bp);
2247                         continue;
2248                 }
2249                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2250                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2251                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2252                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2253                         BUF_UNLOCK(bp);
2254                         continue;
2255                 }
2256                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2257                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2258                         bremfreel(bp);
2259                         mtx_unlock(&bqlock);
2260                         brelse(bp);
2261                         flushed++;
2262                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2263                         mtx_lock(&bqlock);
2264                         continue;
2265                 }
2266
2267                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2268                         if (flushdeps == 0) {
2269                                 BUF_UNLOCK(bp);
2270                                 continue;
2271                         }
2272                         hasdeps = 1;
2273                 } else
2274                         hasdeps = 0;
2275                 /*
2276                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2277                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2278                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2279                  * system.
2280                  *
2281                  * The lock order here is the reverse of the normal
2282                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2283                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2284                  */
2285                 vp = bp->b_vp;
2286                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2287                         BUF_UNLOCK(bp);
2288                         continue;
2289                 }
2290                 if (vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT | LK_CANRECURSE) == 0) {
2291                         mtx_unlock(&bqlock);
2292                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2293                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2294                         if (curproc == bufdaemonproc)
2295                                 vfs_bio_awrite(bp);
2296                         else {
2297                                 bremfree(bp);
2298                                 bwrite(bp);
2299                                 notbufdflashes++;
2300                         }
2301                         vn_finished_write(mp);
2302                         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2303                         flushwithdeps += hasdeps;
2304                         flushed++;
2305
2306                         /*
2307                          * Sleeping on runningbufspace while holding
2308                          * vnode lock leads to deadlock.
2309                          */
2310                         if (curproc == bufdaemonproc)
2311                                 waitrunningbufspace();
2312                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2313                         mtx_lock(&bqlock);
2314                         continue;
2315                 }
2316                 vn_finished_write(mp);
2317                 BUF_UNLOCK(bp);
2318         }
2319         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2320         mtx_unlock(&bqlock);
2321         free(sentinel, M_TEMP);
2322         return (flushed);
2323 }
2324
2325 /*
2326  * Check to see if a block is currently memory resident.
2327  */
2328 struct buf *
2329 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2330 {
2331         struct buf *bp;
2332
2333         BO_LOCK(bo);
2334         bp = gbincore(bo, blkno);
2335         BO_UNLOCK(bo);
2336         return (bp);
2337 }
2338
2339 /*
2340  * Returns true if no I/O is needed to access the
2341  * associated VM object.  This is like incore except
2342  * it also hunts around in the VM system for the data.
2343  */
2344
2345 static int
2346 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2347 {
2348         vm_object_t obj;
2349         vm_offset_t toff, tinc, size;
2350         vm_page_t m;
2351         vm_ooffset_t off;
2352
2353         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2354
2355         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2356                 return 1;
2357         if (vp->v_mount == NULL)
2358                 return 0;
2359         obj = vp->v_object;
2360         if (obj == NULL)
2361                 return (0);
2362
2363         size = PAGE_SIZE;
2364         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2365                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2366         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2367
2368         VM_OBJECT_LOCK(obj);
2369         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2370                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2371                 if (!m)
2372                         goto notinmem;
2373                 tinc = size;
2374                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2375                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2376                 if (vm_page_is_valid(m,
2377                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2378                         goto notinmem;
2379         }
2380         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2381         return 1;
2382
2383 notinmem:
2384         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2385         return (0);
2386 }
2387
2388 /*
2389  *      vfs_setdirty:
2390  *
2391  *      Sets the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2392  *      bits in the pages comprising the buffer.
2393  *
2394  *      The range is limited to the size of the buffer.
2395  *
2396  *      This routine is primarily used by NFS, but is generalized for the
2397  *      B_VMIO case.
2398  */
2399 static void
2400 vfs_setdirty(struct buf *bp) 
2401 {
2402
2403         /*
2404          * Degenerate case - empty buffer
2405          */
2406
2407         if (bp->b_bufsize == 0)
2408                 return;
2409
2410         /*
2411          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2412          * object has been flushed yet.
2413          */
2414
2415         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
2416                 return;
2417
2418         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2419         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2420         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2421 }
2422
2423 static void
2424 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2425 {
2426         vm_object_t object;
2427         int i;
2428
2429         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2430         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2431         if (object->flags & (OBJ_MIGHTBEDIRTY|OBJ_CLEANING)) {
2432                 vm_offset_t boffset;
2433                 vm_offset_t eoffset;
2434
2435                 vm_page_lock_queues();
2436                 /*
2437                  * test the pages to see if they have been modified directly
2438                  * by users through the VM system.
2439                  */
2440                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2441                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2442
2443                 /*
2444                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2445                  * (eoffset - boffset) bytes.
2446                  */
2447
2448                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2449                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2450                                 break;
2451                 }
2452                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2453
2454                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2455                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2456                                 break;
2457                         }
2458                 }
2459                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2460
2461                 vm_page_unlock_queues();
2462                 /*
2463                  * Fit it to the buffer.
2464                  */
2465
2466                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2467                         eoffset = bp->b_bcount;
2468
2469                 /*
2470                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2471                  * dirty range.
2472                  */
2473
2474                 if (boffset < eoffset) {
2475                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2476                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2477                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2478                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2479                 }
2480         }
2481 }
2482
2483 /*
2484  *      getblk:
2485  *
2486  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2487  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
2488  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
2489  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
2490  *      READ.
2491  *
2492  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2493  *      an existing buffer.
2494  *
2495  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2496  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2497  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2498  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2499  *
2500  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2501  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2502  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2503  *      backing VM.
2504  *
2505  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2506  *      B_CACHE bit is clear.
2507  *      
2508  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2509  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2510  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2511  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2512  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2513  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2514  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2515  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2516  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
2517  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2518  */
2519 struct buf *
2520 getblk(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
2521     int flags)
2522 {
2523         struct buf *bp;
2524         struct bufobj *bo;
2525         int error;
2526
2527         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
2528         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
2529         if (size > MAXBSIZE)
2530                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
2531
2532         bo = &vp->v_bufobj;
2533 loop:
2534         /*
2535          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
2536          * to completely exhaust the buffer cache.
2537          *
2538          * If this check ever becomes a bottleneck it may be better to
2539          * move it into the else, when gbincore() fails.  At the moment
2540          * it isn't a problem.
2541          *
2542          * XXX remove if 0 sections (clean this up after its proven)
2543          */
2544         if (numfreebuffers == 0) {
2545                 if (TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
2546                         return NULL;
2547                 mtx_lock(&nblock);
2548                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
2549                 mtx_unlock(&nblock);
2550         }
2551
2552         BO_LOCK(bo);
2553         bp = gbincore(bo, blkno);
2554         if (bp != NULL) {
2555                 int lockflags;
2556                 /*
2557                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy, it must
2558                  * be on a queue.
2559                  */
2560                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
2561
2562                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
2563                         lockflags |= LK_NOWAIT;
2564
2565                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
2566                     BO_MTX(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
2567
2568                 /*
2569                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
2570                  * the buffer changed identities.
2571                  */
2572                 if (error == ENOLCK)
2573                         goto loop;
2574                 /* We timed out or were interrupted. */
2575                 else if (error)
2576                         return (NULL);
2577
2578                 /*
2579                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2580                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
2581                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
2582                  * backing VM cache.
2583                  */
2584                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2585                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2586                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
2587                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2588                 bremfree(bp);
2589
2590                 /*
2591                  * check for size inconsistancies for non-VMIO case.
2592                  */
2593
2594                 if (bp->b_bcount != size) {
2595                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
2596                             (size > bp->b_kvasize)) {
2597                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2598                                         /*
2599                                          * If buffer is pinned and caller does
2600                                          * not want sleep  waiting for it to be
2601                                          * unpinned, bail out
2602                                          * */
2603                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
2604                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
2605                                                         bqrelse(bp);
2606                                                         return (NULL);
2607                                                 } else {
2608                                                         bunpin_wait(bp);
2609                                                 }
2610                                         }
2611                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2612                                         bwrite(bp);
2613                                 } else {
2614                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2615                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2616                                                 brelse(bp);
2617                                         } else {
2618                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2619                                                 bwrite(bp);
2620                                         }
2621                                 }
2622                                 goto loop;
2623                         }
2624                 }
2625
2626                 /*
2627                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
2628                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
2629                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
2630                  * unchanged from its previous state.
2631                  */
2632
2633                 if (bp->b_bcount != size)
2634                         allocbuf(bp, size);
2635
2636                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
2637                     ("getblk: no buffer offset"));
2638
2639                 /*
2640                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2641                  * be committed before we can return the buffer in
2642                  * order to prevent the caller from issuing a read
2643                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2644                  * it.
2645                  *
2646                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2647                  * operate properly either because they assume they
2648                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2649                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2650                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2651                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2652                  * preventing further loops.
2653                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2654                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2655                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2656                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2657                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2658                  * after the write.
2659                  *
2660                  * We might be able to do something fancy, like setting
2661                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2662                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2663                  * confusing.  This is much easier.
2664                  */
2665
2666                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2667                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2668                         bwrite(bp);
2669                         goto loop;
2670                 }
2671                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2672         } else {
2673                 int bsize, maxsize, vmio;
2674                 off_t offset;
2675
2676                 /*
2677                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2678                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2679                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2680                  */
2681                 BO_UNLOCK(bo);
2682                 /*
2683                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
2684                  * here.
2685                  */
2686                 if (flags & GB_NOCREAT)
2687                         return NULL;
2688                 bsize = bo->bo_bsize;
2689                 offset = blkno * bsize;
2690                 vmio = vp->v_object != NULL;
2691                 maxsize = vmio ? size + (offset & PAGE_MASK) : size;
2692                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2693
2694                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
2695                 if (bp == NULL) {
2696                         if (slpflag || slptimeo)
2697                                 return NULL;
2698                         goto loop;
2699                 }
2700
2701                 /*
2702                  * This code is used to make sure that a buffer is not
2703                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
2704                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
2705                  * If the buffer is created out from under us, we have to
2706                  * throw away the one we just created.
2707                  *
2708                  * Note: this must occur before we associate the buffer
2709                  * with the vp especially considering limitations in
2710                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
2711                  * lblkno's.
2712                  */
2713                 BO_LOCK(bo);
2714                 if (gbincore(bo, blkno)) {
2715                         BO_UNLOCK(bo);
2716                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2717                         brelse(bp);
2718                         goto loop;
2719                 }
2720
2721                 /*
2722                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
2723                  * be found by incore.
2724                  */
2725                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
2726                 bp->b_offset = offset;
2727                 bgetvp(vp, bp);
2728                 BO_UNLOCK(bo);
2729
2730                 /*
2731                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
2732                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
2733                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
2734                  * backing store for validity.
2735                  */
2736
2737                 if (vmio) {
2738                         bp->b_flags |= B_VMIO;
2739 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2740                         if (vn_canvmio(vp) != TRUE)
2741                                 printf("getblk: VMIO on vnode type %d\n",
2742                                         vp->v_type);
2743 #endif
2744                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
2745                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
2746                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
2747                 } else {
2748                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
2749                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
2750                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
2751                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
2752                 }
2753
2754                 allocbuf(bp, size);
2755                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2756         }
2757         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
2758         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2759         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
2760             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
2761         return (bp);
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
2766  * set to B_INVAL.
2767  */
2768 struct buf *
2769 geteblk(int size, int flags)
2770 {
2771         struct buf *bp;
2772         int maxsize;
2773
2774         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2775         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
2776                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
2777                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
2778                         return (NULL);
2779         }
2780         allocbuf(bp, size);
2781         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2782         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2783         return (bp);
2784 }
2785
2786
2787 /*
2788  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2789  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2790  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2791  * resize a buffer up or down.
2792  *
2793  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2794  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
2795  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
2796  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2797  *
2798  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2799  * B_CACHE for the non-VMIO case.
2800  */
2801
2802 int
2803 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2804 {
2805         int newbsize, mbsize;
2806         int i;
2807
2808         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2809
2810         if (bp->b_kvasize < size)
2811                 panic("allocbuf: buffer too small");
2812
2813         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2814                 caddr_t origbuf;
2815                 int origbufsize;
2816                 /*
2817                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
2818                  * mess with B_CACHE.
2819                  */
2820                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2821                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2822                         newbsize = mbsize;
2823                 else
2824                         newbsize = round_page(size);
2825
2826                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2827                         /*
2828                          * malloced buffers are not shrunk
2829                          */
2830                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2831                                 if (newbsize) {
2832                                         bp->b_bcount = size;
2833                                 } else {
2834                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
2835                                         if (bp->b_bufsize) {
2836                                                 atomic_subtract_long(
2837                                                     &bufmallocspace,
2838                                                     bp->b_bufsize);
2839                                                 bufspacewakeup();
2840                                                 bp->b_bufsize = 0;
2841                                         }
2842                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2843                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2844                                         bp->b_bcount = 0;
2845                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2846                                 }
2847                                 return 1;
2848                         }               
2849                         vm_hold_free_pages(
2850                             bp,
2851                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
2852                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
2853                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
2854                         /*
2855                          * We only use malloced memory on the first allocation.
2856                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
2857                          * grows.
2858                          */
2859                         /*
2860                          * There is a potential smp race here that could lead
2861                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
2862                          * is probably extremely rare and not worth worrying
2863                          * over.
2864                          */
2865                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
2866                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
2867                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
2868
2869                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
2870                                 bp->b_bufsize = mbsize;
2871                                 bp->b_bcount = size;
2872                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
2873                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
2874                                 return 1;
2875                         }
2876                         origbuf = NULL;
2877                         origbufsize = 0;
2878                         /*
2879                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
2880                          * then we revert to the page-allocation scheme.
2881                          */
2882                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2883                                 origbuf = bp->b_data;
2884                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
2885                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2886                                 if (bp->b_bufsize) {
2887                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
2888                                             bp->b_bufsize);
2889                                         bufspacewakeup();
2890                                         bp->b_bufsize = 0;
2891                                 }
2892                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2893                                 newbsize = round_page(newbsize);
2894                         }
2895                         vm_hold_load_pages(
2896                             bp,
2897                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
2898                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
2899                         if (origbuf) {
2900                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
2901                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
2902                         }
2903                 }
2904         } else {
2905                 int desiredpages;
2906
2907                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2908                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
2909                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
2910
2911                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2912                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
2913                 /*
2914                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
2915                  * 0-length.
2916                  */
2917                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2918                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2919
2920                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2921                         /*
2922                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
2923                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
2924                          * if we have to remove any pages.
2925                          */
2926                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
2927                                 vm_page_t m;
2928
2929                                 VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2930                                 vm_page_lock_queues();
2931                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2932                                         /*
2933                                          * the page is not freed here -- it
2934                                          * is the responsibility of 
2935                                          * vnode_pager_setsize
2936                                          */
2937                                         m = bp->b_pages[i];
2938                                         KASSERT(m != bogus_page,
2939                                             ("allocbuf: bogus page found"));
2940                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m, TRUE, "biodep"))
2941                                                 vm_page_lock_queues();
2942
2943                                         bp->b_pages[i] = NULL;
2944                                         vm_page_unwire(m, 0);
2945                                 }
2946                                 vm_page_unlock_queues();
2947                                 VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2948                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2949                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_npages - desiredpages));
2950                                 bp->b_npages = desiredpages;
2951                         }
2952                 } else if (size > bp->b_bcount) {
2953                         /*
2954                          * We are growing the buffer, possibly in a 
2955                          * byte-granular fashion.
2956                          */
2957                         struct vnode *vp;
2958                         vm_object_t obj;
2959                         vm_offset_t toff;
2960                         vm_offset_t tinc;
2961
2962                         /*
2963                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
2964                          * allocating them if necessary.  We must clear
2965                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
2966                          * range covered by the buffer.
2967                          */
2968
2969                         vp = bp->b_vp;
2970                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2971
2972                         VM_OBJECT_LOCK(obj);
2973                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
2974                                 vm_page_t m;
2975                                 vm_pindex_t pi;
2976
2977                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages;
2978                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
2979                                         /*
2980                                          * note: must allocate system pages
2981                                          * since blocking here could intefere
2982                                          * with paging I/O, no matter which
2983                                          * process we are.
2984                                          */
2985                                         m = vm_page_alloc(obj, pi,
2986                                             VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SYSTEM |
2987                                             VM_ALLOC_WIRED);
2988                                         if (m == NULL) {
2989                                                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
2990                                                     desiredpages - bp->b_npages);
2991                                                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2992                                                 VM_WAIT;
2993                                                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
2994                                         } else {
2995                                                 if (m->valid == 0)
2996                                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2997                                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2998                                                 ++bp->b_npages;
2999                                         }
3000                                         continue;
3001                                 }
3002
3003                                 /*
3004                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
3005                                  * retry because it might have gotten freed out
3006                                  * from under us.
3007                                  *
3008                                  * We can only test VPO_BUSY here.  Blocking on
3009                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3010                                  *
3011                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3012                                  *
3013                                  */
3014                                 if (vm_page_sleep_if_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
3015                                         continue;
3016
3017                                 /*
3018                                  * We have a good page.
3019                                  */
3020                                 vm_page_lock_queues();
3021                                 vm_page_wire(m);
3022                                 vm_page_unlock_queues();
3023                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3024                                 ++bp->b_npages;
3025                         }
3026
3027                         /*
3028                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3029                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3030                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3031                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3032                          * aligned range ( newbsize ).
3033                          *
3034                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3035                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3036                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3037                          * fails with NFS if the server or some other client
3038                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3039                          * B_CACHE may remain set! XXX
3040                          */
3041
3042                         toff = bp->b_bcount;
3043                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3044
3045                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3046                                 vm_pindex_t pi;
3047
3048                                 if (tinc > (size - toff))
3049                                         tinc = size - toff;
3050
3051                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3052                                     PAGE_SHIFT;
3053
3054                                 vfs_buf_test_cache(
3055                                     bp, 
3056                                     bp->b_offset,
3057                                     toff, 
3058                                     tinc, 
3059                                     bp->b_pages[pi]
3060                                 );
3061                                 toff += tinc;
3062                                 tinc = PAGE_SIZE;
3063                         }
3064                         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3065
3066                         /*
3067                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3068                          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but 
3069                          * bp->b_offset may be offset into the first page.
3070                          */
3071
3072                         bp->b_data = (caddr_t)
3073                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3074                         pmap_qenter(
3075                             (vm_offset_t)bp->b_data,
3076                             bp->b_pages, 
3077                             bp->b_npages
3078                         );
3079                         
3080                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
3081                             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
3082                 }
3083         }
3084         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3085                 bufspacewakeup();
3086         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3087         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3088         return 1;
3089 }
3090
3091 void
3092 biodone(struct bio *bp)
3093 {
3094         struct mtx *mtxp;
3095         void (*done)(struct bio *);
3096
3097         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3098         mtx_lock(mtxp);
3099         bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3100         done = bp->bio_done;
3101         if (done == NULL)
3102                 wakeup(bp);
3103         mtx_unlock(mtxp);
3104         if (done != NULL)
3105                 done(bp);
3106 }
3107
3108 /*
3109  * Wait for a BIO to finish.
3110  *
3111  * XXX: resort to a timeout for now.  The optimal locking (if any) for this
3112  * case is not yet clear.
3113  */
3114 int
3115 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3116 {
3117         struct mtx *mtxp;
3118
3119         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3120         mtx_lock(mtxp);
3121         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3122                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, hz / 10);
3123         mtx_unlock(mtxp);
3124         if (bp->bio_error != 0)
3125                 return (bp->bio_error);
3126         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3127                 return (0);
3128         return (EIO);
3129 }
3130
3131 void
3132 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3133 {
3134         
3135         if (error) {
3136                 bp->bio_error = error;
3137                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3138         }
3139         if (stat != NULL)
3140                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3141         biodone(bp);
3142 }
3143
3144 /*
3145  *      bufwait:
3146  *
3147  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3148  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3149  *      error and cleared.
3150  */
3151 int
3152 bufwait(struct buf *bp)
3153 {
3154         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3155                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3156         else
3157                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3158         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3159                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3160                 return (EINTR);
3161         }
3162         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3163                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3164         } else {
3165                 return (0);
3166         }
3167 }
3168
3169  /*
3170   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3171   */
3172 static void
3173 bufdonebio(struct bio *bip)
3174 {
3175         struct buf *bp;
3176
3177         bp = bip->bio_caller2;
3178         bp->b_resid = bp->b_bcount - bip->bio_completed;
3179         bp->b_resid = bip->bio_resid;   /* XXX: remove */
3180         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3181         bp->b_error = bip->bio_error;
3182         if (bp->b_error)
3183                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3184         bufdone(bp);
3185         g_destroy_bio(bip);
3186 }
3187
3188 void
3189 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3190 {
3191         struct cdevsw *csw;
3192         struct bio *bip;
3193
3194         if ((!bp->b_iocmd) || (bp->b_iocmd & (bp->b_iocmd - 1)))
3195                 panic("b_iocmd botch");
3196         for (;;) {
3197                 bip = g_new_bio();
3198                 if (bip != NULL)
3199                         break;
3200                 /* Try again later */
3201                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3202         }
3203         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3204         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3205         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3206         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3207         bip->bio_data = bp->b_data;
3208         bip->bio_done = bufdonebio;
3209         bip->bio_caller2 = bp;
3210         bip->bio_dev = dev;
3211         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3212             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s)",
3213             devtoname(dev)));
3214         csw = dev_refthread(dev);
3215         if (csw == NULL) {
3216                 g_destroy_bio(bip);
3217                 bp->b_error = ENXIO;
3218                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3219                 bufdone(bp);
3220                 return;
3221         }
3222         (*csw->d_strategy)(bip);
3223         dev_relthread(dev);
3224 }
3225
3226 /*
3227  *      bufdone:
3228  *
3229  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3230  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3231  *      not allowed.
3232  *
3233  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3234  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3235  *      assuming B_INVAL is clear.
3236  *
3237  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3238  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3239  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3240  *
3241  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3242  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3243  *      in the biodone routine.
3244  */
3245 void
3246 bufdone(struct buf *bp)
3247 {
3248         struct bufobj *dropobj;
3249         void    (*biodone)(struct buf *);
3250
3251         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3252         dropobj = NULL;
3253
3254         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3255         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3256
3257         runningbufwakeup(bp);
3258         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3259                 dropobj = bp->b_bufobj;
3260         /* call optional completion function if requested */
3261         if (bp->b_iodone != NULL) {
3262                 biodone = bp->b_iodone;
3263                 bp->b_iodone = NULL;
3264                 (*biodone) (bp);
3265                 if (dropobj)
3266                         bufobj_wdrop(dropobj);
3267                 return;
3268         }
3269
3270         bufdone_finish(bp);
3271
3272         if (dropobj)
3273                 bufobj_wdrop(dropobj);
3274 }
3275
3276 void
3277 bufdone_finish(struct buf *bp)
3278 {
3279         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3280
3281         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3282                 buf_complete(bp);
3283
3284         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3285                 int i;
3286                 vm_ooffset_t foff;
3287                 vm_page_t m;
3288                 vm_object_t obj;
3289                 int iosize;
3290                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3291
3292                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3293
3294 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3295                 mp_fixme("usecount and vflag accessed without locks.");
3296                 if (vp->v_usecount == 0) {
3297                         panic("biodone: zero vnode ref count");
3298                 }
3299
3300                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3301                         ("biodone: vnode %p has no vm_object", vp));
3302 #endif
3303
3304                 foff = bp->b_offset;
3305                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3306                     ("biodone: no buffer offset"));
3307
3308                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
3309 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3310                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_npages) {
3311                         printf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_npages(%d)\n",
3312                             obj->paging_in_progress, bp->b_npages);
3313                 }
3314 #endif
3315
3316                 /*
3317                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3318                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3319                  * routines.
3320                  */
3321                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3322                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3323                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3324                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3325                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3326                 }
3327                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3328                         int bogusflag = 0;
3329                         int resid;
3330
3331                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3332                         if (resid > iosize)
3333                                 resid = iosize;
3334
3335                         /*
3336                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3337                          */
3338                         m = bp->b_pages[i];
3339                         if (m == bogus_page) {
3340                                 bogusflag = 1;
3341                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3342                                 if (m == NULL)
3343                                         panic("biodone: page disappeared!");
3344                                 bp->b_pages[i] = m;
3345                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3346                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3347                         }
3348 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3349                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3350                                 printf(
3351 "biodone: foff(%jd)/m->pindex(%ju) mismatch\n",
3352                                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex);
3353                         }
3354 #endif
3355
3356                         /*
3357                          * In the write case, the valid and clean bits are
3358                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3359                          * only need to do this here in the read case.
3360                          */
3361                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3362                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3363                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3364                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3365                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3366                         }
3367
3368                         /*
3369                          * when debugging new filesystems or buffer I/O methods, this
3370                          * is the most common error that pops up.  if you see this, you
3371                          * have not set the page busy flag correctly!!!
3372                          */
3373                         if (m->busy == 0) {
3374                                 printf("biodone: page busy < 0, "
3375                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
3376                                     "resid: %d, index: %d\n",
3377                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
3378                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
3379                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
3380                                         printf(" iosize: %jd, lblkno: %jd, flags: 0x%x, npages: %d\n",
3381                                             (intmax_t)bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3382                                             (intmax_t) bp->b_lblkno,
3383                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
3384                                 else
3385                                         printf(" VDEV, lblkno: %jd, flags: 0x%x, npages: %d\n",
3386                                             (intmax_t) bp->b_lblkno,
3387                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
3388                                 printf(" valid: 0x%lx, dirty: 0x%lx, wired: %d\n",
3389                                     (u_long)m->valid, (u_long)m->dirty,
3390                                     m->wire_count);
3391                                 panic("biodone: page busy < 0\n");
3392                         }
3393                         vm_page_io_finish(m);
3394                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3395                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3396                         iosize -= resid;
3397                 }
3398                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3399                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3400         }
3401
3402         /*
3403          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3404          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3405          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3406          */
3407
3408         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3409                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3410                         brelse(bp);
3411                 else
3412                         bqrelse(bp);
3413         } else
3414                 bdone(bp);
3415 }
3416
3417 /*
3418  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3419  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3420  * consistant.
3421  */
3422 void
3423 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3424 {
3425         int i;
3426         vm_object_t obj;
3427         vm_page_t m;
3428
3429         runningbufwakeup(bp);
3430         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3431                 return;
3432
3433         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3434         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3435         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3436                 m = bp->b_pages[i];
3437                 if (m == bogus_page) {
3438                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3439                         if (!m)
3440                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3441                         bp->b_pages[i] = m;
3442                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3443                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3444                 }
3445                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3446                 vm_page_io_finish(m);
3447         }
3448         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3449         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3450 }
3451
3452 /*
3453  * vfs_page_set_valid:
3454  *
3455  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3456  *      range is restricted to the buffer's size.
3457  *
3458  *      This routine is typically called after a read completes.
3459  */
3460 static void
3461 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3462 {
3463         vm_ooffset_t eoff;
3464
3465         /*
3466          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
3467          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
3468          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
3469          * allocation size of the buffer.
3470          */
3471         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
3472         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3473                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3474
3475         /*
3476          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3477          * entire page.
3478          */
3479         if (eoff > off)
3480                 vm_page_set_valid(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
3481 }
3482
3483 /*
3484  * vfs_page_set_validclean:
3485  *
3486  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
3487  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
3488  */
3489 static void
3490 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3491 {
3492         vm_ooffset_t soff, eoff;
3493
3494         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
3495         /*
3496          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3497          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3498          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3499          * of the buffer.
3500          */
3501         soff = off;
3502         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3503         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3504                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3505
3506         /*
3507          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3508          * entire page.
3509          */
3510         if (eoff > soff) {
3511                 vm_page_set_validclean(
3512                     m,
3513                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3514                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3515                 );
3516         }
3517 }
3518
3519 /*
3520  * This routine is called before a device strategy routine.
3521  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3522  * progress, and treat the pages associated with the buffer
3523  * almost as being VPO_BUSY.  Also the object paging_in_progress
3524  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
3525  * inconsistant.
3526  *
3527  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3528  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3529  * and should be ignored.
3530  */
3531 void
3532 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
3533 {
3534         int i, bogus;
3535         vm_object_t obj;
3536         vm_ooffset_t foff;
3537         vm_page_t m;
3538
3539         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3540                 return;
3541
3542         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3543         foff = bp->b_offset;
3544         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3545             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
3546         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3547         if (bp->b_bufsize != 0)
3548                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
3549 retry:
3550         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3551                 m = bp->b_pages[i];
3552
3553                 if (vm_page_sleep_if_busy(m, FALSE, "vbpage"))
3554                         goto retry;
3555         }
3556         bogus = 0;
3557         if (clear_modify)
3558                 vm_page_lock_queues();
3559         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3560                 m = bp->b_pages[i];
3561
3562                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
3563                         vm_object_pip_add(obj, 1);
3564                         vm_page_io_start(m);
3565                 }
3566                 /*
3567                  * When readying a buffer for a read ( i.e
3568                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
3569                  * bogus_page replacement for valid pages in 
3570                  * partially instantiated buffers.  Partially 
3571                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
3572                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
3573                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
3574                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
3575                  * first place ).  The replacement prevents the read
3576                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
3577                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
3578                  * It may not work properly with small-block devices.
3579                  * We need to find a better way.
3580                  */
3581                 if (clear_modify) {
3582                         pmap_remove_write(m);
3583                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3584                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3585                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
3586                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
3587                         bogus++;
3588                 }
3589                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3590         }
3591         if (clear_modify)
3592                 vm_page_unlock_queues();
3593         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3594         if (bogus)
3595                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3596                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3597 }
3598
3599 /*
3600  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3601  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3602  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3603  *
3604  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3605  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3606  */
3607 static void
3608 vfs_clean_pages(struct buf *bp)
3609 {
3610         int i;
3611         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3612         vm_page_t m;
3613
3614         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3615                 return;
3616
3617         foff = bp->b_offset;
3618         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3619             ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
3620         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3621         vm_page_lock_queues();
3622         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3623                 m = bp->b_pages[i];
3624                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3625                 eoff = noff;
3626
3627                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3628                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3629                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3630                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3631                 foff = noff;
3632         }
3633         vm_page_unlock_queues();
3634         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3635 }
3636
3637 /*
3638  *      vfs_bio_set_valid:
3639  *
3640  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
3641  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
3642  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
3643  *      page.
3644  */
3645 void   
3646 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
3647 {
3648         int i, n;
3649         vm_page_t m;
3650
3651         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3652                 return;
3653
3654         /*
3655          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
3656          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
3657          * first page that can be validated.
3658          */
3659         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3660         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
3661
3662         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3663         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
3664                 m = bp->b_pages[i];
3665                 if (n > size)
3666                         n = size;
3667                 vm_page_set_valid(m, base & PAGE_MASK, n);
3668                 base += n;
3669                 size -= n;
3670                 n = PAGE_SIZE;
3671         }
3672         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3673 }
3674
3675 /*
3676  *      vfs_bio_clrbuf:
3677  *
3678  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
3679  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
3680  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
3681  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
3682  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
3683  *
3684  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
3685  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
3686  */
3687 void
3688 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
3689 {
3690         int i, j, mask;
3691         caddr_t sa, ea;
3692
3693         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
3694                 clrbuf(bp);
3695                 return;
3696         }
3697         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
3698         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
3699         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3700         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
3701             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
3702                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
3703                         goto unlock;
3704                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
3705                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[0]->object, MA_OWNED);
3706                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
3707                         goto unlock;
3708                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
3709                         bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
3710                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
3711                         goto unlock;
3712                 }
3713         }
3714         ea = sa = bp->b_data;
3715         for(i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = ea) {
3716                 ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
3717                 ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
3718                     (u_long)(vm_offset_t)ea,
3719                     (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
3720                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
3721                         continue;
3722                 j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
3723                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
3724                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[i]->object, MA_OWNED);
3725                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
3726                         continue;
3727                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
3728                         bzero(sa, ea - sa);
3729                 else {
3730                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
3731                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0)
3732                                         bzero(sa, DEV_BSIZE);
3733                         }
3734                 }
3735                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
3736         }
3737 unlock:
3738         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3739         bp->b_resid = 0;
3740 }
3741
3742 /*
3743  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
3744  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
3745  * not associated with a file object.
3746  */
3747 static void
3748 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3749 {
3750         vm_offset_t pg;
3751         vm_page_t p;
3752         int index;
3753
3754         to = round_page(to);
3755         from = round_page(from);
3756         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3757
3758         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3759 tryagain:
3760                 /*
3761                  * note: must allocate system pages since blocking here
3762                  * could interfere with paging I/O, no matter which
3763                  * process we are.
3764                  */
3765                 p = vm_page_alloc(NULL, pg >> PAGE_SHIFT, VM_ALLOC_NOOBJ |
3766                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED);
3767                 if (!p) {
3768                         atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
3769                             (to - pg) >> PAGE_SHIFT);
3770                         VM_WAIT;
3771                         goto tryagain;
3772                 }
3773                 p->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3774                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
3775                 bp->b_pages[index] = p;
3776         }
3777         bp->b_npages = index;
3778 }
3779
3780 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
3781 static void
3782 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3783 {
3784         vm_offset_t pg;
3785         vm_page_t p;
3786         int index, newnpages;
3787
3788         from = round_page(from);
3789         to = round_page(to);
3790         newnpages = index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3791
3792         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3793                 p = bp->b_pages[index];
3794                 if (p && (index < bp->b_npages)) {
3795                         if (p->busy) {
3796                                 printf(
3797                             "vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
3798                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
3799                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
3800                         }
3801                         bp->b_pages[index] = NULL;
3802                         pmap_qremove(pg, 1);
3803                         p->wire_count--;
3804                         vm_page_free(p);
3805                         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
3806                 }
3807         }
3808         bp->b_npages = newnpages;
3809 }
3810
3811 /*
3812  * Map an IO request into kernel virtual address space.
3813  *
3814  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
3815  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
3816  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
3817  *
3818  * Note that even if the caller determines that the address space should
3819  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
3820  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
3821  * check the return value.
3822  */
3823 int
3824 vmapbuf(struct buf *bp)
3825 {
3826         caddr_t addr, kva;
3827         vm_prot_t prot;
3828         int pidx, i;
3829         struct vm_page *m;
3830         struct pmap *pmap = &curproc->p_vmspace->vm_pmap;
3831
3832         if (bp->b_bufsize < 0)
3833                 return (-1);
3834         prot = VM_PROT_READ;
3835         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3836                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
3837         for (addr = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), pidx = 0;
3838              addr < bp->b_data + bp->b_bufsize;
3839              addr += PAGE_SIZE, pidx++) {
3840                 /*
3841                  * Do the vm_fault if needed; do the copy-on-write thing
3842                  * when reading stuff off device into memory.
3843                  *
3844                  * NOTE! Must use pmap_extract() because addr may be in
3845                  * the userland address space, and kextract is only guarenteed
3846                  * to work for the kernland address space (see: sparc64 port).
3847                  */
3848 retry:
3849                 if (vm_fault_quick(addr >= bp->b_data ? addr : bp->b_data,
3850                     prot) < 0) {
3851                         vm_page_lock_queues();
3852                         for (i = 0; i < pidx; ++i) {
3853                                 vm_page_unhold(bp->b_pages[i]);
3854                                 bp->b_pages[i] = NULL;
3855                         }
3856                         vm_page_unlock_queues();
3857                         return(-1);
3858                 }
3859                 m = pmap_extract_and_hold(pmap, (vm_offset_t)addr, prot);
3860                 if (m == NULL)
3861                         goto retry;
3862                 bp->b_pages[pidx] = m;
3863         }
3864         if (pidx > btoc(MAXPHYS))
3865                 panic("vmapbuf: mapped more than MAXPHYS");
3866         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
3867         
3868         kva = bp->b_saveaddr;
3869         bp->b_npages = pidx;
3870         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
3871         bp->b_data = kva + (((vm_offset_t) bp->b_data) & PAGE_MASK);
3872         return(0);
3873 }
3874
3875 /*
3876  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
3877  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
3878  */
3879 void
3880 vunmapbuf(struct buf *bp)
3881 {
3882         int pidx;
3883         int npages;
3884
3885         npages = bp->b_npages;
3886         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
3887         vm_page_lock_queues();
3888         for (pidx = 0; pidx < npages; pidx++)
3889                 vm_page_unhold(bp->b_pages[pidx]);
3890         vm_page_unlock_queues();
3891
3892         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3893 }
3894
3895 void
3896 bdone(struct buf *bp)
3897 {
3898         struct mtx *mtxp;
3899
3900         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3901         mtx_lock(mtxp);
3902         bp->b_flags |= B_DONE;
3903         wakeup(bp);
3904         mtx_unlock(mtxp);
3905 }
3906
3907 void
3908 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
3909 {
3910         struct mtx *mtxp;
3911
3912         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3913         mtx_lock(mtxp);
3914         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
3915                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
3916         mtx_unlock(mtxp);
3917 }
3918
3919 int
3920 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
3921 {
3922
3923         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
3924 }
3925
3926 void
3927 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
3928 {
3929         int i = 0;
3930         struct vnode *vp;
3931
3932         vp = bp->b_vp;
3933         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
3934         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
3935             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
3936         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
3937         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
3938 }
3939
3940 void
3941 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
3942 {
3943
3944         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3945         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3946         bo->bo_numoutput++;
3947 }
3948
3949 void
3950 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
3951 {
3952
3953         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3954         BO_LOCK(bo);
3955         bo->bo_numoutput++;
3956         BO_UNLOCK(bo);
3957 }
3958
3959 void
3960 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
3961 {
3962
3963         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
3964         BO_LOCK(bo);
3965         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
3966         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
3967                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
3968                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
3969         }
3970         BO_UNLOCK(bo);
3971 }
3972
3973 int
3974 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
3975 {
3976         int error;
3977
3978         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
3979         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3980         error = 0;
3981         while (bo->bo_numoutput) {
3982                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
3983                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_MTX(bo),
3984                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
3985                 if (error)
3986                         break;
3987         }
3988         return (error);
3989 }
3990
3991 void
3992 bpin(struct buf *bp)
3993 {
3994         struct mtx *mtxp;
3995
3996         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3997         mtx_lock(mtxp);
3998         bp->b_pin_count++;
3999         mtx_unlock(mtxp);
4000 }
4001
4002 void
4003 bunpin(struct buf *bp)
4004 {
4005         struct mtx *mtxp;
4006
4007         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4008         mtx_lock(mtxp);
4009         if (--bp->b_pin_count == 0)
4010                 wakeup(bp);
4011         mtx_unlock(mtxp);
4012 }
4013
4014 void
4015 bunpin_wait(struct buf *bp)
4016 {
4017         struct mtx *mtxp;
4018
4019         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4020         mtx_lock(mtxp);
4021         while (bp->b_pin_count > 0)
4022                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4023         mtx_unlock(mtxp);
4024 }
4025
4026 #include "opt_ddb.h"
4027 #ifdef DDB
4028 #include <ddb/ddb.h>
4029
4030 /* DDB command to show buffer data */
4031 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4032 {
4033         /* get args */
4034         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4035
4036         if (!have_addr) {
4037                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4038                 return;
4039         }
4040
4041         db_printf("buf at %p\n", bp);
4042         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
4043         db_printf(
4044             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4045             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_dep = %p\n",
4046             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4047             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4048             bp->b_dep.lh_first);
4049         if (bp->b_npages) {
4050                 int i;
4051                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4052                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4053                         vm_page_t m;
4054                         m = bp->b_pages[i];
4055                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4056                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4057                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4058                                 db_printf(",");
4059                 }
4060                 db_printf("\n");
4061         }
4062         db_printf(" ");
4063         lockmgr_printinfo(&bp->b_lock);
4064 }
4065
4066 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4067 {
4068         struct buf *bp;
4069         int i;
4070
4071         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4072                 bp = &buf[i];
4073                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4074                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4075                         db_printf("\n");
4076                 }
4077         }
4078 }
4079
4080 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4081 {
4082         struct vnode *vp;
4083         struct buf *bp;
4084
4085         if (!have_addr) {
4086                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4087                 return;
4088         }
4089         vp = (struct vnode *)addr;
4090         db_printf("Clean buffers:\n");
4091         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4092                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4093                 db_printf("\n");
4094         }
4095         db_printf("Dirty buffers:\n");
4096         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4097                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4098                 db_printf("\n");
4099         }
4100 }
4101 #endif /* DDB */