]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
vfs: fix off-by-one error in vfs_buf_check_mapped
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
34  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
35  * sure that the performance degradation associated with schemes such
36  * as this is not realized.
37  *
38  * Author:  John S. Dyson
39  * Significant help during the development and debugging phases
40  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
41  *
42  * see man buf(9) for more info.
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/devicestat.h>
54 #include <sys/eventhandler.h>
55 #include <sys/fail.h>
56 #include <sys/limits.h>
57 #include <sys/lock.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/mount.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/kthread.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/resourcevar.h>
65 #include <sys/rwlock.h>
66 #include <sys/sysctl.h>
67 #include <sys/sysproto.h>
68 #include <sys/vmem.h>
69 #include <sys/vmmeter.h>
70 #include <sys/vnode.h>
71 #include <sys/watchdog.h>
72 #include <geom/geom.h>
73 #include <vm/vm.h>
74 #include <vm/vm_param.h>
75 #include <vm/vm_kern.h>
76 #include <vm/vm_pageout.h>
77 #include <vm/vm_page.h>
78 #include <vm/vm_object.h>
79 #include <vm/vm_extern.h>
80 #include <vm/vm_map.h>
81 #include <vm/swap_pager.h>
82 #include "opt_compat.h"
83 #include "opt_swap.h"
84
85 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
86
87 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
88
89 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
90         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
91         .bop_write      =       bufwrite,
92         .bop_strategy   =       bufstrategy,
93         .bop_sync       =       bufsync,
94         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
95 };
96
97 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
98 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
99 caddr_t unmapped_buf;
100
101 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
102 struct proc *bufdaemonproc;
103
104 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
105 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
106 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
107                 vm_offset_t to);
108 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
109 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
110                 vm_page_t m);
111 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
112 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
113 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
114 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
115                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
116 static int buf_flush(struct vnode *vp, int);
117 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
118 static void buf_daemon(void);
119 static void bremfreel(struct buf *bp);
120 static __inline void bd_wakeup(void);
121 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
122 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
123     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
124 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
125 #endif
126
127 int vmiodirenable = TRUE;
128 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
129     "Use the VM system for directory writes");
130 long runningbufspace;
131 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
132     "Amount of presently outstanding async buffer io");
133 static long bufspace;
134 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
135     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
136 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
137     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
138 #else
139 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
140     "Physical memory used for buffers");
141 #endif
142 static long bufkvaspace;
143 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace, 0,
144     "Kernel virtual memory used for buffers");
145 static long maxbufspace;
146 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
147     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
148 static long bufmallocspace;
149 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
150     "Amount of malloced memory for buffers");
151 static long maxbufmallocspace;
152 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
153     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
154 static long lobufspace;
155 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
156     "Minimum amount of buffers we want to have");
157 long hibufspace;
158 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
159     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
160 static int bufreusecnt;
161 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
162     "Number of times we have reused a buffer");
163 static int buffreekvacnt;
164 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
165     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
166 static int bufdefragcnt;
167 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
168     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
169 static long lorunningspace;
170 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
171     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
172     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
173 static long hirunningspace;
174 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
175     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
176     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
177 int dirtybufferflushes;
178 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
179     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
180 int bdwriteskip;
181 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
182     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
183 int altbufferflushes;
184 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
185     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
186 static int recursiveflushes;
187 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
188     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
189 static int numdirtybuffers;
190 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
191     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
192 static int lodirtybuffers;
193 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
194     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
195 static int hidirtybuffers;
196 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
197     "When the number of dirty buffers is considered severe");
198 int dirtybufthresh;
199 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
200     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
201 static int numfreebuffers;
202 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
203     "Number of free buffers");
204 static int lofreebuffers;
205 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
206    "XXX Unused");
207 static int hifreebuffers;
208 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
209    "XXX Complicatedly unused");
210 static int getnewbufcalls;
211 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
212    "Number of calls to getnewbuf");
213 static int getnewbufrestarts;
214 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
215     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
216 static int mappingrestarts;
217 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
218     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
219     "unmapped buffer");
220 static int flushbufqtarget = 100;
221 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
222     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
223 static long notbufdflushes;
224 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes, 0,
225     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
226 static long barrierwrites;
227 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
228     "Number of barrier writes");
229 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
230     &unmapped_buf_allowed, 0,
231     "Permit the use of the unmapped i/o");
232
233 /*
234  * Lock for the non-dirty bufqueues
235  */
236 static struct mtx_padalign bqclean;
237
238 /*
239  * Lock for the dirty queue.
240  */
241 static struct mtx_padalign bqdirty;
242
243 /*
244  * This lock synchronizes access to bd_request.
245  */
246 static struct mtx_padalign bdlock;
247
248 /*
249  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
250  * waitrunningbufspace().
251  */
252 static struct mtx_padalign rbreqlock;
253
254 /*
255  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
256  */
257 static struct rwlock_padalign nblock;
258
259 /*
260  * Lock that protects bdirtywait.
261  */
262 static struct mtx_padalign bdirtylock;
263
264 /*
265  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
266  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
267  * is idling.
268  */
269 static int bd_request;
270
271 /*
272  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
273  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
274  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
275  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
276  */
277 static int bd_speedupreq;
278
279 /*
280  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
281  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
282  * really that bad.  it would be better to split the buffer
283  * for input in the case of buffers partially already in memory,
284  * but the code is intricate enough already.
285  */
286 vm_page_t bogus_page;
287
288 /*
289  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
290  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
291  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
292  */
293 static int runningbufreq;
294
295 /* 
296  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
297  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
298  * by and/or.
299  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountadd(), bwillwrite(),
300  * getnewbuf(), and getblk().
301  */
302 static volatile int needsbuffer;
303
304 /*
305  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
306  */
307 static int bdirtywait;
308
309 /*
310  * Definitions for the buffer free lists.
311  */
312 #define BUFFER_QUEUES   4       /* number of free buffer queues */
313
314 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
315 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
316 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
317 #define QUEUE_EMPTY     3       /* empty buffer headers */
318 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
319
320 /* Queues for free buffers with various properties */
321 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
322 #ifdef INVARIANTS
323 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
324 #endif
325
326 /*
327  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
328  * buf_wmesg is referred from macros.
329  */
330 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
331
332 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
333 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
334 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
335
336 static int
337 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
338 {
339         long value;
340         int error;
341
342         value = *(long *)arg1;
343         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
344         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
345                 return (error);
346         mtx_lock(&rbreqlock);
347         if (arg1 == &hirunningspace) {
348                 if (value < lorunningspace)
349                         error = EINVAL;
350                 else
351                         hirunningspace = value;
352         } else {
353                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
354                     ("%s: unknown arg1", __func__));
355                 if (value > hirunningspace)
356                         error = EINVAL;
357                 else
358                         lorunningspace = value;
359         }
360         mtx_unlock(&rbreqlock);
361         return (error);
362 }
363
364 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
365     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
366 static int
367 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
368 {
369         long lvalue;
370         int ivalue;
371
372         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
373                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
374         lvalue = *(long *)arg1;
375         if (lvalue > INT_MAX)
376                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
377                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
378         ivalue = lvalue;
379         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
380 }
381 #endif
382
383 /*
384  *      bqlock:
385  *
386  *      Return the appropriate queue lock based on the index.
387  */
388 static inline struct mtx *
389 bqlock(int qindex)
390 {
391
392         if (qindex == QUEUE_DIRTY)
393                 return (struct mtx *)(&bqdirty);
394         return (struct mtx *)(&bqclean);
395 }
396
397 /*
398  *      bdirtywakeup:
399  *
400  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
401  */
402 static void
403 bdirtywakeup(void)
404 {
405         mtx_lock(&bdirtylock);
406         if (bdirtywait) {
407                 bdirtywait = 0;
408                 wakeup(&bdirtywait);
409         }
410         mtx_unlock(&bdirtylock);
411 }
412
413 /*
414  *      bdirtysub:
415  *
416  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
417  *      threads blocked in bwillwrite().
418  */
419 static void
420 bdirtysub(void)
421 {
422
423         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, -1) ==
424             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
425                 bdirtywakeup();
426 }
427
428 /*
429  *      bdirtyadd:
430  *
431  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
432  *      daemon if needed.
433  */
434 static void
435 bdirtyadd(void)
436 {
437
438         /*
439          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
440          * buf daemon will keep running until the condition clears.
441          */
442         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, 1) ==
443             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
444                 bd_wakeup();
445 }
446
447 /*
448  *      bufspacewakeup:
449  *
450  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
451  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
452  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
453  *      bp's get placed back in the queues.
454  */
455 static __inline void
456 bufspacewakeup(void)
457 {
458         int need_wakeup, on;
459
460         /*
461          * If someone is waiting for bufspace, wake them up.  Even
462          * though we may not have freed the kva space yet, the waiting
463          * process will be able to now.
464          */
465         rw_rlock(&nblock);
466         for (;;) {
467                 need_wakeup = 0;
468                 on = needsbuffer;
469                 if ((on & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) == 0)
470                         break;
471                 need_wakeup = 1;
472                 if (atomic_cmpset_rel_int(&needsbuffer, on,
473                     on & ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE))
474                         break;
475         }
476         if (need_wakeup)
477                 wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
478         rw_runlock(&nblock);
479 }
480
481 /*
482  *      bufspaceadjust:
483  *
484  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
485  *      waking any waiters.
486  */
487 static void
488 bufspaceadjust(struct buf *bp, int bufsize)
489 {
490         int diff;
491
492         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
493             ("bufspaceadjust: malloc buf %p", bp));
494         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
495         if (diff < 0) {
496                 atomic_subtract_long(&bufspace, -diff);
497                 bufspacewakeup();
498         } else
499                 atomic_add_long(&bufspace, diff);
500         bp->b_bufsize = bufsize;
501 }
502
503 /*
504  *      bufmallocadjust:
505  *
506  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
507  *      waking any waiters.
508  */
509 static void
510 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
511 {
512         int diff;
513
514         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
515             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
516         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
517         if (diff < 0) {
518                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
519                 bufspacewakeup();
520         } else
521                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
522         bp->b_bufsize = bufsize;
523 }
524
525 /*
526  *      runningwakeup:
527  *
528  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
529  *      below lorunningspace.
530  */
531 static void
532 runningwakeup(void)
533 {
534
535         mtx_lock(&rbreqlock);
536         if (runningbufreq) {
537                 runningbufreq = 0;
538                 wakeup(&runningbufreq);
539         }
540         mtx_unlock(&rbreqlock);
541 }
542
543 /*
544  *      runningbufwakeup:
545  *
546  *      Decrement the outstanding write count according.
547  */
548 void
549 runningbufwakeup(struct buf *bp)
550 {
551         long space, bspace;
552
553         bspace = bp->b_runningbufspace;
554         if (bspace == 0)
555                 return;
556         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
557         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
558             space, bspace));
559         bp->b_runningbufspace = 0;
560         /*
561          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
562          * the threshold to falling below it.
563          */
564         if (space < lorunningspace)
565                 return;
566         if (space - bspace > lorunningspace)
567                 return;
568         runningwakeup();
569 }
570
571 /*
572  *      bufcountadd:
573  *
574  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
575  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
576  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
577  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
578  */
579 static __inline void
580 bufcountadd(struct buf *bp)
581 {
582         int mask, need_wakeup, old, on;
583
584         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
585             ("buf %p already counted as free", bp));
586         bp->b_flags |= B_INFREECNT;
587         old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, 1);
588         KASSERT(old >= 0 && old < nbuf,
589             ("numfreebuffers climbed to %d", old + 1));
590         mask = VFS_BIO_NEED_ANY;
591         if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
592                 mask |= VFS_BIO_NEED_FREE;
593         rw_rlock(&nblock);
594         for (;;) {
595                 need_wakeup = 0;
596                 on = needsbuffer;
597                 if (on == 0)
598                         break;
599                 need_wakeup = 1;
600                 if (atomic_cmpset_rel_int(&needsbuffer, on, on & ~mask))
601                         break;
602         }
603         if (need_wakeup)
604                 wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
605         rw_runlock(&nblock);
606 }
607
608 /*
609  *      bufcountsub:
610  *
611  *      Decrement the numfreebuffers count as needed.
612  */
613 static void
614 bufcountsub(struct buf *bp)
615 {
616         int old;
617
618         /*
619          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
620          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
621          * numfreebuffers.
622          */
623         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
624                 KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0,
625                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
626                 bp->b_flags &= ~B_INFREECNT;
627                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
628                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
629         }
630 }
631
632 /*
633  *      waitrunningbufspace()
634  *
635  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
636  *      running.  This routine is used in async-write situations to
637  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
638  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
639  *
640  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
641  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
642  *      caller's write has reached the device.
643  */
644 void
645 waitrunningbufspace(void)
646 {
647
648         mtx_lock(&rbreqlock);
649         while (runningbufspace > hirunningspace) {
650                 runningbufreq = 1;
651                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
652         }
653         mtx_unlock(&rbreqlock);
654 }
655
656
657 /*
658  *      vfs_buf_test_cache:
659  *
660  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
661  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
662  *      valid data.
663  */
664 static __inline
665 void
666 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
667                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
668                   vm_page_t m)
669 {
670
671         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
672         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
673                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
674                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
675                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
676         }
677 }
678
679 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
680 static __inline void
681 bd_wakeup(void)
682 {
683
684         mtx_lock(&bdlock);
685         if (bd_request == 0) {
686                 bd_request = 1;
687                 wakeup(&bd_request);
688         }
689         mtx_unlock(&bdlock);
690 }
691
692 /*
693  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
694  */
695 void
696 bd_speedup(void)
697 {
698         int needwake;
699
700         mtx_lock(&bdlock);
701         needwake = 0;
702         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
703                 needwake = 1;
704         bd_speedupreq = 1;
705         bd_request = 1;
706         if (needwake)
707                 wakeup(&bd_request);
708         mtx_unlock(&bdlock);
709 }
710
711 #ifndef NSWBUF_MIN
712 #define NSWBUF_MIN      16
713 #endif
714
715 #ifdef __i386__
716 #define TRANSIENT_DENOM 5
717 #else
718 #define TRANSIENT_DENOM 10
719 #endif
720
721 /*
722  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
723  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
724  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
725  * being reserved at this time.
726  */
727 caddr_t
728 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
729 {
730         int tuned_nbuf;
731         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
732
733         /*
734          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
735          * PAGE_SIZE is >= 1K)
736          */
737         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
738
739         /*
740          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
741          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
742          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
743          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
744          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
745          * maxbcache bytes.
746          *
747          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
748          */
749         if (nbuf == 0) {
750                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
751
752                 nbuf = 50;
753                 if (physmem_est > 4096)
754                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
755                             65536 / factor);
756                 if (physmem_est > 65536)
757                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
758                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
759
760                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
761                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
762                 tuned_nbuf = 1;
763         } else
764                 tuned_nbuf = 0;
765
766         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
767         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
768         if (nbuf > maxbuf) {
769                 if (!tuned_nbuf)
770                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
771                             maxbuf);
772                 nbuf = maxbuf;
773         }
774
775         /*
776          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
777          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
778          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
779          *
780          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
781          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
782          * maximum buffer map extent on the platform.
783          *
784          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
785          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
786          * with ample KVA space.
787          */
788         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
789                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
790                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
791                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
792                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
793                         /*
794                          * There is more KVA than memory.  Do not
795                          * adjust buffer map size, and assign the rest
796                          * of maxbuf to transient map.
797                          */
798                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
799                 } else {
800                         /*
801                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
802                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
803                          * the buffer map to the transient bio map.
804                          */
805                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
806                         buf_sz -= biotmap_sz;
807                 }
808                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
809                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
810                 else
811                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
812                 /*
813                  * Artifically limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
814                  * using the transient mapping.
815                  */
816                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
817                         bio_transient_maxcnt = 1024;
818                 if (tuned_nbuf)
819                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
820         }
821
822         /*
823          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
824          * We have no less then 16 and no more then 256.
825          */
826         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
827         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
828         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
829                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
830
831         /*
832          * Reserve space for the buffer cache buffers
833          */
834         swbuf = (void *)v;
835         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
836         buf = (void *)v;
837         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
838
839         return(v);
840 }
841
842 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
843 void
844 bufinit(void)
845 {
846         struct buf *bp;
847         int i;
848
849         CTASSERT(MAXBCACHEBUF >= MAXBSIZE);
850         mtx_init(&bqclean, "bufq clean lock", NULL, MTX_DEF);
851         mtx_init(&bqdirty, "bufq dirty lock", NULL, MTX_DEF);
852         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
853         rw_init(&nblock, "needsbuffer lock");
854         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
855         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
856
857         /* next, make a null set of free lists */
858         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
859                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
860
861         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
862
863         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
864         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
865                 bp = &buf[i];
866                 bzero(bp, sizeof *bp);
867                 bp->b_flags = B_INVAL | B_INFREECNT;
868                 bp->b_rcred = NOCRED;
869                 bp->b_wcred = NOCRED;
870                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
871                 bp->b_xflags = 0;
872                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
873                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
874                 BUF_LOCKINIT(bp);
875                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
876 #ifdef INVARIANTS
877                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
878 #endif
879         }
880
881         /*
882          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
883          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
884          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
885          * used by most other processes.  The differential is required to 
886          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
887          * be blocked waiting for buffer space.
888          *
889          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
890          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
891          * by the system.
892          */
893         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
894         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBCACHEBUF * 10);
895         lobufspace = hibufspace - MAXBCACHEBUF;
896
897         /*
898          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
899          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
900          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
901          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
902          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
903          * hirunningspace.
904          */
905         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBCACHEBUF),
906             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
907         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBCACHEBUF);
908
909 /*
910  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
911  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
912  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
913  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
914  * (small) directories.
915  */
916         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
917
918 /*
919  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
920  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
921  */
922         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
923         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
924         numdirtybuffers = 0;
925 /*
926  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
927  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
928  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
929  * BKVASIZE'd buffers.
930  */
931         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
932                 hidirtybuffers >>= 1;
933         }
934         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
935
936 /*
937  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
938  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
939  * emergency reserve.
940  */
941         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
942         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
943         numfreebuffers = nbuf;
944
945         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
946             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
947 }
948
949 #ifdef INVARIANTS
950 static inline void
951 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
952 {
953
954         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
955             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
956         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
957             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
958         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data => unmapped_buf +
959             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
960 }
961
962 static inline void
963 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
964 {
965
966         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
967             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
968 }
969
970 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
971 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
972 #else
973 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
974 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
975 #endif
976
977 static int
978 isbufbusy(struct buf *bp)
979 {
980         if (((bp->b_flags & (B_INVAL | B_PERSISTENT)) == 0 &&
981             BUF_ISLOCKED(bp)) ||
982             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
983                 return (1);
984         return (0);
985 }
986
987 /*
988  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
989  */
990 void
991 bufshutdown(int show_busybufs)
992 {
993         static int first_buf_printf = 1;
994         struct buf *bp;
995         int iter, nbusy, pbusy;
996 #ifndef PREEMPTION
997         int subiter;
998 #endif
999
1000         /* 
1001          * Sync filesystems for shutdown
1002          */
1003         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1004         sys_sync(curthread, NULL);
1005
1006         /*
1007          * With soft updates, some buffers that are
1008          * written will be remarked as dirty until other
1009          * buffers are written.
1010          */
1011         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1012                 nbusy = 0;
1013                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1014                         if (isbufbusy(bp))
1015                                 nbusy++;
1016                 if (nbusy == 0) {
1017                         if (first_buf_printf)
1018                                 printf("All buffers synced.");
1019                         break;
1020                 }
1021                 if (first_buf_printf) {
1022                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1023                         first_buf_printf = 0;
1024                 }
1025                 printf("%d ", nbusy);
1026                 if (nbusy < pbusy)
1027                         iter = 0;
1028                 pbusy = nbusy;
1029
1030                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1031                 sys_sync(curthread, NULL);
1032
1033 #ifdef PREEMPTION
1034                 /*
1035                  * Drop Giant and spin for a while to allow
1036                  * interrupt threads to run.
1037                  */
1038                 DROP_GIANT();
1039                 DELAY(50000 * iter);
1040                 PICKUP_GIANT();
1041 #else
1042                 /*
1043                  * Drop Giant and context switch several times to
1044                  * allow interrupt threads to run.
1045                  */
1046                 DROP_GIANT();
1047                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1048                         thread_lock(curthread);
1049                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1050                         thread_unlock(curthread);
1051                         DELAY(1000);
1052                 }
1053                 PICKUP_GIANT();
1054 #endif
1055         }
1056         printf("\n");
1057         /*
1058          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1059          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1060          */
1061         nbusy = 0;
1062         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1063                 if (isbufbusy(bp)) {
1064 #if 0
1065 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1066                         if (bp->b_dev == NULL) {
1067                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1068                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1069                                 continue;
1070                         }
1071 #endif
1072                         nbusy++;
1073                         if (show_busybufs > 0) {
1074                                 printf(
1075             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1076                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1077                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1078                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1079                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1080                                 if (show_busybufs > 1)
1081                                         vn_printf(bp->b_vp,
1082                                             "vnode content: ");
1083                         }
1084                 }
1085         }
1086         if (nbusy) {
1087                 /*
1088                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1089                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1090                  */
1091                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1092                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1093         } else {
1094                 if (!first_buf_printf)
1095                         printf("Final sync complete\n");
1096                 /*
1097                  * Unmount filesystems
1098                  */
1099                 if (panicstr == 0)
1100                         vfs_unmountall();
1101         }
1102         swapoff_all();
1103         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1104 }
1105
1106 static void
1107 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1108 {
1109
1110         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1111
1112         /*
1113          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1114          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1115          */
1116         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1117         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1118         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1119             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1120 }
1121
1122 /*
1123  *      binsfree:
1124  *
1125  *      Insert the buffer into the appropriate free list.
1126  */
1127 static void
1128 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1129 {
1130         struct mtx *olock, *nlock;
1131
1132         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1133
1134         nlock = bqlock(qindex);
1135         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1136         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1137                 olock = bqlock(bp->b_qindex);
1138                 mtx_lock(olock);
1139                 bremfreel(bp);
1140                 if (olock != nlock) {
1141                         mtx_unlock(olock);
1142                         mtx_lock(nlock);
1143                 }
1144         } else
1145                 mtx_lock(nlock);
1146
1147         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1148                 panic("binsfree: free buffer onto another queue???");
1149
1150         bp->b_qindex = qindex;
1151         if (bp->b_flags & B_AGE)
1152                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1153         else
1154                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1155 #ifdef INVARIANTS
1156         bq_len[bp->b_qindex]++;
1157 #endif
1158         mtx_unlock(nlock);
1159
1160         /*
1161          * Something we can maybe free or reuse.
1162          */
1163         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1164                 bufspacewakeup();
1165
1166         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1167                 bufcountadd(bp);
1168 }
1169
1170 /*
1171  *      bremfree:
1172  *
1173  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1174  *      
1175  */
1176 void
1177 bremfree(struct buf *bp)
1178 {
1179
1180         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1181         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1182             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1183         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1184             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1185         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1186
1187         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1188         bufcountsub(bp);
1189 }
1190
1191 /*
1192  *      bremfreef:
1193  *
1194  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1195  *      it abuses the b_freelist pointer.
1196  */
1197 void
1198 bremfreef(struct buf *bp)
1199 {
1200         struct mtx *qlock;
1201
1202         qlock = bqlock(bp->b_qindex);
1203         mtx_lock(qlock);
1204         bremfreel(bp);
1205         mtx_unlock(qlock);
1206 }
1207
1208 /*
1209  *      bremfreel:
1210  *
1211  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1212  *      correct qlock held.
1213  */
1214 static void
1215 bremfreel(struct buf *bp)
1216 {
1217
1218         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
1219             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1220         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1221             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
1222         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1223         mtx_assert(bqlock(bp->b_qindex), MA_OWNED);
1224
1225         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1226 #ifdef INVARIANTS
1227         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
1228             bp->b_qindex));
1229         bq_len[bp->b_qindex]--;
1230 #endif
1231         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1232         /*
1233          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
1234          * from the queue and return the stats are already done.
1235          */
1236         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1237                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1238                 return;
1239         }
1240         bufcountsub(bp);
1241 }
1242
1243 /*
1244  *      bufkvafree:
1245  *
1246  *      Free the kva allocation for a buffer.
1247  *
1248  */
1249 static void
1250 bufkvafree(struct buf *bp)
1251 {
1252
1253 #ifdef INVARIANTS
1254         if (bp->b_kvasize == 0) {
1255                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1256                     bp->b_data == unmapped_buf,
1257                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1258         } else if (buf_mapped(bp))
1259                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1260         else
1261                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1262 #endif
1263         if (bp->b_kvasize == 0)
1264                 return;
1265
1266         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
1267         atomic_subtract_long(&bufkvaspace, bp->b_kvasize);
1268         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
1269         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1270         bp->b_kvasize = 0;
1271 }
1272
1273 /*
1274  *      bufkvaalloc:
1275  *
1276  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
1277  */
1278 static int
1279 bufkvaalloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
1280 {
1281         vm_offset_t addr;
1282         int error;
1283
1284         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
1285             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
1286
1287         bufkvafree(bp);
1288
1289         addr = 0;
1290         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
1291         if (error != 0) {
1292                 /*
1293                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
1294                  * to defragment the map.
1295                  */
1296                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
1297                 return (error);
1298         }
1299         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
1300         bp->b_kvasize = maxsize;
1301         atomic_add_long(&bufkvaspace, bp->b_kvasize);
1302         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
1303                 bp->b_data = unmapped_buf;
1304                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1305         } else {
1306                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1307                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1308         }
1309         return (0);
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
1314  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
1315  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
1316  */
1317 void
1318 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
1319     int cnt, struct ucred * cred)
1320 {
1321         struct buf *rabp;
1322         int i;
1323
1324         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
1325                 if (inmem(vp, *rablkno))
1326                         continue;
1327                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
1328
1329                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1330                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1331                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
1332                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
1333                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
1334                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1335                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
1336                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1337                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
1338                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
1339                         BUF_KERNPROC(rabp);
1340                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
1341                         bstrategy(rabp);
1342                 } else {
1343                         brelse(rabp);
1344                 }
1345         }
1346 }
1347
1348 /*
1349  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
1350  *
1351  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
1352  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
1353  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
1354  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
1355  */
1356 int
1357 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
1358     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
1359 {
1360         struct buf *bp;
1361         int rv = 0, readwait = 0;
1362
1363         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
1364         /*
1365          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
1366          */
1367         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
1368         if (bp == NULL)
1369                 return (EBUSY);
1370
1371         /* if not found in cache, do some I/O */
1372         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1373                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1374                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
1375                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
1376                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
1377                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1378                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1379                         bp->b_rcred = crhold(cred);
1380                 vfs_busy_pages(bp, 0);
1381                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1382                 bstrategy(bp);
1383                 ++readwait;
1384         }
1385
1386         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
1387
1388         if (readwait) {
1389                 rv = bufwait(bp);
1390         }
1391         return (rv);
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1396  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1397  * is invalid.
1398  *
1399  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1400  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1401  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1402  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1403  * here.
1404  */
1405 int
1406 bufwrite(struct buf *bp)
1407 {
1408         int oldflags;
1409         struct vnode *vp;
1410         long space;
1411         int vp_md;
1412
1413         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1414         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
1415                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
1416                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
1417                 brelse(bp);
1418                 return (ENXIO);
1419         }
1420         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1421                 brelse(bp);
1422                 return (0);
1423         }
1424
1425         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1426                 barrierwrites++;
1427
1428         oldflags = bp->b_flags;
1429
1430         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1431
1432         if (bp->b_pin_count > 0)
1433                 bunpin_wait(bp);
1434
1435         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1436             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1437
1438         vp = bp->b_vp;
1439         if (vp)
1440                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1441         else
1442                 vp_md = 0;
1443
1444         /*
1445          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1446          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1447          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1448          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1449          */
1450         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1451         bundirty(bp);
1452
1453         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1454         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1455         bp->b_flags |= B_CACHE;
1456         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1457
1458         vfs_busy_pages(bp, 1);
1459
1460         /*
1461          * Normal bwrites pipeline writes
1462          */
1463         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1464         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1465
1466         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1467                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1468         if (oldflags & B_ASYNC)
1469                 BUF_KERNPROC(bp);
1470         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1471         bstrategy(bp);
1472
1473         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1474                 int rtval = bufwait(bp);
1475                 brelse(bp);
1476                 return (rtval);
1477         } else if (space > hirunningspace) {
1478                 /*
1479                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1480                  * system.  We will not deadlock here because
1481                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
1482                  * to complete. We do not block here if it is the update
1483                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
1484                  * to deadlock.
1485                  */
1486                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
1487                         waitrunningbufspace();
1488         }
1489
1490         return (0);
1491 }
1492
1493 void
1494 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
1495 {
1496         struct buf *nbp;
1497
1498         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
1499                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
1500                 altbufferflushes++;
1501         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
1502                 BO_LOCK(bo);
1503                 /*
1504                  * Try to find a buffer to flush.
1505                  */
1506                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
1507                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
1508                             BUF_LOCK(nbp,
1509                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
1510                                 continue;
1511                         if (bp == nbp)
1512                                 panic("bdwrite: found ourselves");
1513                         BO_UNLOCK(bo);
1514                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
1515                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
1516                                 BO_LOCK(bo);
1517                                 BUF_UNLOCK(nbp);
1518                                 continue;
1519                         }
1520                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
1521                                 vfs_bio_awrite(nbp);
1522                         } else {
1523                                 bremfree(nbp);
1524                                 bawrite(nbp);
1525                         }
1526                         dirtybufferflushes++;
1527                         break;
1528                 }
1529                 if (nbp == NULL)
1530                         BO_UNLOCK(bo);
1531         }
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1536  * anything if the buffer is marked invalid.
1537  *
1538  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1539  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1540  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1541  * out synchronously.
1542  */
1543 void
1544 bdwrite(struct buf *bp)
1545 {
1546         struct thread *td = curthread;
1547         struct vnode *vp;
1548         struct bufobj *bo;
1549
1550         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1551         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1552         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
1553             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
1554         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1555
1556         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1557                 brelse(bp);
1558                 return;
1559         }
1560
1561         /*
1562          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1563          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1564          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1565          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1566          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1567          */
1568         vp = bp->b_vp;
1569         bo = bp->b_bufobj;
1570         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1571                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1572                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1573                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1574         } else
1575                 recursiveflushes++;
1576
1577         bdirty(bp);
1578         /*
1579          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1580          * true even of NFS now.
1581          */
1582         bp->b_flags |= B_CACHE;
1583
1584         /*
1585          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1586          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1587          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1588          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1589          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1590          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1591          * the bmap then...  So, this is important to do.
1592          */
1593         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1594                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1595         }
1596
1597         /*
1598          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1599          * pages.
1600          *
1601          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1602          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1603          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1604          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1605          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1606          * or perhaps the cluster will be completed.
1607          */
1608         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1609         bqrelse(bp);
1610
1611         /*
1612          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1613          * due to the softdep code.
1614          */
1615 }
1616
1617 /*
1618  *      bdirty:
1619  *
1620  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1621  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1622  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1623  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1624  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1625  *
1626  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1627  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1628  *      should only be called if the buffer is known-good.
1629  *
1630  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1631  *      count.
1632  *
1633  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1634  */
1635 void
1636 bdirty(struct buf *bp)
1637 {
1638
1639         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1640             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1641         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1642         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1643             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1644         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1645         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1646         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1647
1648         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1649                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1650                 reassignbuf(bp);
1651                 bdirtyadd();
1652         }
1653 }
1654
1655 /*
1656  *      bundirty:
1657  *
1658  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1659  *
1660  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1661  *      count.
1662  *      
1663  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1664  */
1665
1666 void
1667 bundirty(struct buf *bp)
1668 {
1669
1670         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1671         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1672         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1673             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1674         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1675
1676         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1677                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1678                 reassignbuf(bp);
1679                 bdirtysub();
1680         }
1681         /*
1682          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1683          */
1684         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1685 }
1686
1687 /*
1688  *      bawrite:
1689  *
1690  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1691  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1692  *
1693  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1694  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1695  */
1696 void
1697 bawrite(struct buf *bp)
1698 {
1699
1700         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1701         (void) bwrite(bp);
1702 }
1703
1704 /*
1705  *      babarrierwrite:
1706  *
1707  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
1708  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
1709  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
1710  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1711  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1712  */
1713 void
1714 babarrierwrite(struct buf *bp)
1715 {
1716
1717         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
1718         (void) bwrite(bp);
1719 }
1720
1721 /*
1722  *      bbarrierwrite:
1723  *
1724  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
1725  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
1726  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
1727  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1728  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1729  */
1730 int
1731 bbarrierwrite(struct buf *bp)
1732 {
1733
1734         bp->b_flags |= B_BARRIER;
1735         return (bwrite(bp));
1736 }
1737
1738 /*
1739  *      bwillwrite:
1740  *
1741  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1742  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1743  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1744  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1745  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1746  */
1747 void
1748 bwillwrite(void)
1749 {
1750
1751         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1752                 mtx_lock(&bdirtylock);
1753                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1754                         bdirtywait = 1;
1755                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
1756                             "flswai", 0);
1757                 }
1758                 mtx_unlock(&bdirtylock);
1759         }
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Return true if we have too many dirty buffers.
1764  */
1765 int
1766 buf_dirty_count_severe(void)
1767 {
1768
1769         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1770 }
1771
1772 /*
1773  *      brelse:
1774  *
1775  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1776  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1777  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1778  */
1779 void
1780 brelse(struct buf *bp)
1781 {
1782         int qindex;
1783
1784         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1785             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1786         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1787             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1788
1789         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1790                 /*
1791                  * Do not process, in particular, do not handle the
1792                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
1793                  */
1794                 BUF_UNLOCK(bp);
1795                 return;
1796         }
1797
1798         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1799                 bqrelse(bp);
1800                 return;
1801         }
1802
1803         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
1804                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1805                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
1806                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1807                 bdirty(bp);
1808         }
1809         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1810             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1811                 /*
1812                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1813                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1814                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1815                  * is futile.
1816                  */
1817                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1818                 bdirty(bp);
1819         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1820             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1821                 /*
1822                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1823                  * cache the buffer.
1824                  */
1825                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1826                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1827                         buf_deallocate(bp);
1828                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1829                         bdirtysub();
1830                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1831                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1832                         if (bp->b_bufsize)
1833                                 allocbuf(bp, 0);
1834                         if (bp->b_vp)
1835                                 brelvp(bp);
1836                 }
1837         }
1838
1839         /*
1840          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1841          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1842          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1843          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1844          * 
1845          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1846          * if B_DELWRI is set.
1847          */
1848         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1849                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1850
1851         /*
1852          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1853          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1854          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1855          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1856          *
1857          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1858          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1859          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1860          *
1861          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1862          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1863          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1864          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1865          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1866          * background write.
1867          */
1868         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1869             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1870                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1871                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1872                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1873             ) {
1874
1875                 int i, j, resid;
1876                 vm_page_t m;
1877                 off_t foff;
1878                 vm_pindex_t poff;
1879                 vm_object_t obj;
1880
1881                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1882
1883                 /*
1884                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1885                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1886                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1887                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1888                  *
1889                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1890                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1891                  * m->dirty, etc...). 
1892                  *
1893                  * See man buf(9) for more information
1894                  */
1895                 resid = bp->b_bufsize;
1896                 foff = bp->b_offset;
1897                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1898                         int had_bogus = 0;
1899
1900                         m = bp->b_pages[i];
1901
1902                         /*
1903                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1904                          * now.
1905                          */
1906                         if (m == bogus_page) {
1907                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1908                                 had_bogus = 1;
1909
1910                                 VM_OBJECT_RLOCK(obj);
1911                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1912                                         vm_page_t mtmp;
1913                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1914                                         if (mtmp == bogus_page) {
1915                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1916                                                 if (!mtmp) {
1917                                                         panic("brelse: page missing\n");
1918                                                 }
1919                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1920                                         }
1921                                 }
1922                                 VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
1923
1924                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 &&
1925                                     buf_mapped(bp)) {
1926                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1927                                         pmap_qenter(
1928                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1929                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1930                                 }
1931                                 m = bp->b_pages[i];
1932                         }
1933                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1934                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR &&
1935                              bp->b_iocmd == BIO_READ)) {
1936                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1937                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1938                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1939
1940                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1941                                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1942                                 while (vm_page_xbusied(m)) {
1943                                         vm_page_lock(m);
1944                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1945                                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh");
1946                                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1947                                 }
1948                                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
1949                                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1950                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1951                                 if (had_bogus)
1952                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1953                         }
1954                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1955                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1956                 }
1957                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1958                         vfs_vmio_release(bp);
1959
1960         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1961
1962                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1963                         vfs_vmio_release(bp);
1964                 }
1965
1966         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1967                 if (bp->b_bufsize != 0)
1968                         allocbuf(bp, 0);
1969                 if (bp->b_vp != NULL)
1970                         brelvp(bp);
1971         }
1972                         
1973         /*
1974          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1975          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1976          * doesn't find it.
1977          */
1978         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1979             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1980                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1981         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1982                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1983                         bundirty(bp);
1984                 if (bp->b_vp)
1985                         brelvp(bp);
1986         }
1987
1988         /* buffers with no memory */
1989         if (bp->b_bufsize == 0) {
1990                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1991                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1992                         panic("losing buffer 1");
1993                 bufkvafree(bp);
1994                 qindex = QUEUE_EMPTY;
1995                 bp->b_flags |= B_AGE;
1996         /* buffers with junk contents */
1997         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1998             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1999                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2000                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2001                         panic("losing buffer 2");
2002                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2003                 bp->b_flags |= B_AGE;
2004         /* remaining buffers */
2005         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2006                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2007         else
2008                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2009
2010         binsfree(bp, qindex);
2011
2012         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2013         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2014                 panic("brelse: not dirty");
2015         /* unlock */
2016         BUF_UNLOCK(bp);
2017 }
2018
2019 /*
2020  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2021  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2022  *
2023  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2024  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2025  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2026  * again soon.
2027  *
2028  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2029  */
2030 void
2031 bqrelse(struct buf *bp)
2032 {
2033         int qindex;
2034
2035         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2036         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2037             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2038
2039         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2040                 /* do not release to free list */
2041                 BUF_UNLOCK(bp);
2042                 return;
2043         }
2044         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2045
2046         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2047                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2048                         bremfreef(bp);
2049                 goto out;
2050         }
2051
2052         /* buffers with stale but valid contents */
2053         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2054             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2055                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2056                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2057                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2058                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2059         } else {
2060                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2061                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2062                         panic("bqrelse: not dirty");
2063                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2064         }
2065         binsfree(bp, qindex);
2066
2067 out:
2068         /* unlock */
2069         BUF_UNLOCK(bp);
2070 }
2071
2072 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
2073 static void
2074 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
2075 {
2076         vm_object_t obj;
2077         vm_page_t m;
2078         int i;
2079
2080         if (buf_mapped(bp)) {
2081                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2082                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2083         } else
2084                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2085         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2086         if (obj != NULL)
2087                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2088         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2089                 m = bp->b_pages[i];
2090                 bp->b_pages[i] = NULL;
2091                 /*
2092                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
2093                  * everything on the inactive queue.
2094                  */
2095                 vm_page_lock(m);
2096                 vm_page_unwire(m, PQ_INACTIVE);
2097
2098                 /*
2099                  * Might as well free the page if we can and it has
2100                  * no valid data.  We also free the page if the
2101                  * buffer was used for direct I/O
2102                  */
2103                 if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid) {
2104                         if (m->wire_count == 0 && !vm_page_busied(m))
2105                                 vm_page_free(m);
2106                 } else if (bp->b_flags & B_DIRECT)
2107                         vm_page_try_to_free(m);
2108                 vm_page_unlock(m);
2109         }
2110         if (obj != NULL)
2111                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2112         
2113         if (bp->b_bufsize)
2114                 bufspaceadjust(bp, 0);
2115         bp->b_npages = 0;
2116         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
2117         if (bp->b_vp)
2118                 brelvp(bp);
2119 }
2120
2121 /*
2122  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
2123  * write.
2124  */
2125 static int
2126 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
2127 {
2128         struct buf *bpa;
2129         int match;
2130
2131         match = 0;
2132
2133         /* If the buf isn't in core skip it */
2134         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
2135                 return (0);
2136
2137         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
2138         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2139                 return (0);
2140
2141         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
2142         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
2143             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
2144                 goto done;
2145
2146         if (bpa->b_bufsize != size)
2147                 goto done;
2148
2149         /*
2150          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
2151          * block has been mapped.
2152          */
2153         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
2154                 match = 1;
2155 done:
2156         BUF_UNLOCK(bpa);
2157         return (match);
2158 }
2159
2160 /*
2161  *      vfs_bio_awrite:
2162  *
2163  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
2164  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
2165  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
2166  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
2167  */
2168 int
2169 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
2170 {
2171         struct bufobj *bo;
2172         int i;
2173         int j;
2174         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
2175         struct vnode *vp = bp->b_vp;
2176         int ncl;
2177         int nwritten;
2178         int size;
2179         int maxcl;
2180         int gbflags;
2181
2182         bo = &vp->v_bufobj;
2183         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
2184         /*
2185          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
2186          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
2187          * rather then at the beginning.
2188          */
2189         if ((vp->v_type == VREG) && 
2190             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
2191             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
2192
2193                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2194                 maxcl = MAXPHYS / size;
2195
2196                 BO_RLOCK(bo);
2197                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
2198                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
2199                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2200                                 break;
2201
2202                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
2203                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
2204                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2205                                 break;
2206                 BO_RUNLOCK(bo);
2207                 --j;
2208                 ncl = i + j;
2209                 /*
2210                  * this is a possible cluster write
2211                  */
2212                 if (ncl != 1) {
2213                         BUF_UNLOCK(bp);
2214                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
2215                             gbflags);
2216                         return (nwritten);
2217                 }
2218         }
2219         bremfree(bp);
2220         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2221         /*
2222          * default (old) behavior, writing out only one block
2223          *
2224          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
2225          */
2226         nwritten = bp->b_bufsize;
2227         (void) bwrite(bp);
2228
2229         return (nwritten);
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Ask the bufdaemon for help, or act as bufdaemon itself, when a
2234  * locked vnode is supplied.
2235  */
2236 static void
2237 getnewbuf_bufd_help(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo,
2238     int defrag)
2239 {
2240         struct thread *td;
2241         char *waitmsg;
2242         int error, fl, flags, norunbuf;
2243
2244         mtx_assert(&bqclean, MA_OWNED);
2245
2246         if (defrag) {
2247                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2248                 waitmsg = "nbufkv";
2249         } else if (bufspace >= hibufspace) {
2250                 waitmsg = "nbufbs";
2251                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2252         } else {
2253                 waitmsg = "newbuf";
2254                 flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2255         }
2256         atomic_set_int(&needsbuffer, flags);
2257         mtx_unlock(&bqclean);
2258
2259         bd_speedup();   /* heeeelp */
2260         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
2261                 return;
2262
2263         td = curthread;
2264         rw_wlock(&nblock);
2265         while ((needsbuffer & flags) != 0) {
2266                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
2267                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2268                         rw_wunlock(&nblock);
2269                         /*
2270                          * getblk() is called with a vnode locked, and
2271                          * some majority of the dirty buffers may as
2272                          * well belong to the vnode.  Flushing the
2273                          * buffers there would make a progress that
2274                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
2275                          * cannot lock the vnode.
2276                          */
2277                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2278                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2279
2280                         /*
2281                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
2282                          * may be called while the thread owns lock
2283                          * for another dirty buffer for the same
2284                          * vnode, which makes it impossible to use
2285                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
2286                          * recursion.
2287                          */
2288                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2289                         fl = buf_flush(vp, flushbufqtarget);
2290                         td->td_pflags &= norunbuf;
2291                         rw_wlock(&nblock);
2292                         if (fl != 0)
2293                                 continue;
2294                         if ((needsbuffer & flags) == 0)
2295                                 break;
2296                 }
2297                 error = rw_sleep(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer), &nblock,
2298                     (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo);
2299                 if (error != 0)
2300                         break;
2301         }
2302         rw_wunlock(&nblock);
2303 }
2304
2305 static void
2306 getnewbuf_reuse_bp(struct buf *bp, int qindex)
2307 {
2308
2309         CTR6(KTR_BUF, "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
2310             "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
2311              bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
2312         mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2313
2314         /*
2315          * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2316          * buffers.
2317          */
2318         KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2319             ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2320
2321         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
2322                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2323                         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
2324                         vfs_vmio_release(bp);
2325                 }
2326                 if (bp->b_vp != NULL)
2327                         brelvp(bp);
2328         }
2329
2330         /*
2331          * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still valid
2332          * after this operation.
2333          */
2334
2335         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
2336                 crfree(bp->b_rcred);
2337                 bp->b_rcred = NOCRED;
2338         }
2339         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
2340                 crfree(bp->b_wcred);
2341                 bp->b_wcred = NOCRED;
2342         }
2343         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2344                 buf_deallocate(bp);
2345         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2346                 panic("losing buffer 3");
2347         KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
2348             bp, bp->b_vp, qindex));
2349         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
2350             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
2351
2352         if (bp->b_bufsize)
2353                 allocbuf(bp, 0);
2354
2355         bp->b_flags = 0;
2356         bp->b_ioflags = 0;
2357         bp->b_xflags = 0;
2358         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
2359             ("buf %p still counted as free?", bp));
2360         bp->b_vflags = 0;
2361         bp->b_vp = NULL;
2362         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
2363         bp->b_offset = NOOFFSET;
2364         bp->b_iodone = 0;
2365         bp->b_error = 0;
2366         bp->b_resid = 0;
2367         bp->b_bcount = 0;
2368         bp->b_npages = 0;
2369         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2370         bp->b_bufobj = NULL;
2371         bp->b_pin_count = 0;
2372         bp->b_data = bp->b_kvabase;
2373         bp->b_fsprivate1 = NULL;
2374         bp->b_fsprivate2 = NULL;
2375         bp->b_fsprivate3 = NULL;
2376
2377         LIST_INIT(&bp->b_dep);
2378 }
2379
2380 static struct buf *
2381 getnewbuf_scan(int maxsize, int defrag, int unmapped, int metadata)
2382 {
2383         struct buf *bp, *nbp;
2384         int nqindex, qindex, pass;
2385
2386         KASSERT(!unmapped || !defrag, ("both unmapped and defrag"));
2387
2388         pass = 0;
2389 restart:
2390         if (pass != 0)
2391                 atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
2392
2393         nbp = NULL;
2394         mtx_lock(&bqclean);
2395         /*
2396          * If we're not defragging or low on bufspace attempt to make a new
2397          * buf from a header.
2398          */
2399         if (defrag == 0 && bufspace + maxsize < hibufspace) {
2400                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2401                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[nqindex]);
2402         }
2403         /*
2404          * All available buffers might be clean or we need to start recycling.
2405          */
2406         if (nbp == NULL) {
2407                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2408                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2409         }
2410
2411         /*
2412          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
2413          * depending.
2414          */
2415         while ((bp = nbp) != NULL) {
2416                 qindex = nqindex;
2417
2418                 /*
2419                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
2420                  * release the bqlock)
2421                  */
2422                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
2423                         switch (qindex) {
2424                         case QUEUE_EMPTY:
2425                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2426                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[nqindex]);
2427                                 if (nbp != NULL)
2428                                         break;
2429                                 /* FALLTHROUGH */
2430                         case QUEUE_CLEAN:
2431                                 if (metadata && pass == 0) {
2432                                         pass = 1;
2433                                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
2434                                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[nqindex]);
2435                                 }
2436                                 /*
2437                                  * nbp is NULL. 
2438                                  */
2439                                 break;
2440                         }
2441                 }
2442                 /*
2443                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2444                  * b_kvasize != 0.  This situation occurs when we
2445                  * have many unmapped bufs.
2446                  */
2447                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0)
2448                         continue;
2449
2450                 /*
2451                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2452                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
2453                  */
2454                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2455                         continue;
2456                 /*
2457                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2458                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2459                  */
2460                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
2461                         BUF_UNLOCK(bp);
2462                         continue;
2463                 }
2464
2465                 /*
2466                  * Requeue the background write buffer with error.
2467                  */
2468                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
2469                         bremfreel(bp);
2470                         mtx_unlock(&bqclean);
2471                         bqrelse(bp);
2472                         continue;
2473                 }
2474
2475                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
2476                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2477
2478                 bremfreel(bp);
2479                 mtx_unlock(&bqclean);
2480
2481                 /*
2482                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2483                  * the scan from this point on.
2484                  */
2485                 getnewbuf_reuse_bp(bp, qindex);
2486                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2487
2488                 /*
2489                  * If we are defragging then free the buffer.
2490                  */
2491                 if (defrag) {
2492                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2493                         brelse(bp);
2494                         defrag = 0;
2495                         goto restart;
2496                 }
2497
2498                 /*
2499                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2500                  * identity change by freeing the buffer.
2501                  */
2502                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2503                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2504                         brelse(bp);
2505                         goto restart;
2506                 }
2507
2508                 if (metadata)
2509                         break;
2510
2511                 /*
2512                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2513                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2514                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2515                  */
2516                 if (bufspace >= hibufspace && bp->b_kvasize != 0) {
2517                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2518                         brelse(bp);
2519                         goto restart;
2520                 }
2521                 break;
2522         }
2523         return (bp);
2524 }
2525
2526 /*
2527  *      getnewbuf:
2528  *
2529  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2530  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2531  *
2532  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
2533  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
2534  *
2535  *      We block if:
2536  *              We have insufficient buffer headers
2537  *              We have insufficient buffer space
2538  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
2539  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2540  */
2541 static struct buf *
2542 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
2543     int gbflags)
2544 {
2545         struct buf *bp;
2546         int defrag, metadata;
2547
2548         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2549             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2550         if (!unmapped_buf_allowed)
2551                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2552
2553         defrag = 0;
2554         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2555             vp->v_type == VCHR)
2556                 metadata = 1;
2557         else
2558                 metadata = 0;
2559         /*
2560          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
2561          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
2562          * low-memory situations by proactively returning memory and running
2563          * async I/O rather then sync I/O.
2564          */
2565         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2566 restart:
2567         bp = getnewbuf_scan(maxsize, defrag, (gbflags & (GB_UNMAPPED |
2568             GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED, metadata);
2569         if (bp != NULL)
2570                 defrag = 0;
2571
2572         /*
2573          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2574          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2575          *
2576          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2577          */
2578         if (bp == NULL) {
2579                 mtx_assert(&bqclean, MA_OWNED);
2580                 getnewbuf_bufd_help(vp, gbflags, slpflag, slptimeo, defrag);
2581                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2582         } else if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED) {
2583                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2584
2585                 bufkvafree(bp);
2586                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2587         } else {
2588                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2589
2590                 /*
2591                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2592                  * woods, we still have to reserve kva space. In order to
2593                  * keep fragmentation sane we only allocate kva in BKVASIZE
2594                  * chunks.
2595                  */
2596                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2597
2598                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
2599                     bufkvaalloc(bp, maxsize, gbflags)) {
2600                         defrag = 1;
2601                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2602                         brelse(bp);
2603                         goto restart;
2604                 } else if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) ==
2605                     (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) {
2606                         bp->b_data = unmapped_buf;
2607                         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2608                 }
2609                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2610         }
2611         return (bp);
2612 }
2613
2614 /*
2615  *      buf_daemon:
2616  *
2617  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2618  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2619  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2620  */
2621
2622 static struct kproc_desc buf_kp = {
2623         "bufdaemon",
2624         buf_daemon,
2625         &bufdaemonproc
2626 };
2627 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2628
2629 static int
2630 buf_flush(struct vnode *vp, int target)
2631 {
2632         int flushed;
2633
2634         flushed = flushbufqueues(vp, target, 0);
2635         if (flushed == 0) {
2636                 /*
2637                  * Could not find any buffers without rollback
2638                  * dependencies, so just write the first one
2639                  * in the hopes of eventually making progress.
2640                  */
2641                 if (vp != NULL && target > 2)
2642                         target /= 2;
2643                 flushbufqueues(vp, target, 1);
2644         }
2645         return (flushed);
2646 }
2647
2648 static void
2649 buf_daemon()
2650 {
2651         int lodirty;
2652
2653         /*
2654          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2655          */
2656         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2657             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2658
2659         /*
2660          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2661          */
2662         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2663         mtx_lock(&bdlock);
2664         for (;;) {
2665                 bd_request = 0;
2666                 mtx_unlock(&bdlock);
2667
2668                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2669                 lodirty = lodirtybuffers;
2670                 if (bd_speedupreq) {
2671                         lodirty = numdirtybuffers / 2;
2672                         bd_speedupreq = 0;
2673                 }
2674                 /*
2675                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2676                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2677                  * the I/O system.
2678                  */
2679                 while (numdirtybuffers > lodirty) {
2680                         if (buf_flush(NULL, numdirtybuffers - lodirty) == 0)
2681                                 break;
2682                         kern_yield(PRI_USER);
2683                 }
2684
2685                 /*
2686                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2687                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2688                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2689                  * built up, within reason.
2690                  *
2691                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2692                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
2693                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
2694                  */
2695                 mtx_lock(&bdlock);
2696                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2697                         /*
2698                          * We reached our low water mark, reset the
2699                          * request and sleep until we are needed again.
2700                          * The sleep is just so the suspend code works.
2701                          */
2702                         bd_request = 0;
2703                         /*
2704                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
2705                          * changed via sysctl and the explicit transition
2706                          * out of shortfall was missed.
2707                          */
2708                         bdirtywakeup();
2709                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
2710                                 runningwakeup();
2711                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2712                 } else {
2713                         /*
2714                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2715                          * still have too many dirty buffers, we
2716                          * have to sleep and try again.  (rare)
2717                          */
2718                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2719                 }
2720         }
2721 }
2722
2723 /*
2724  *      flushbufqueues:
2725  *
2726  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2727  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2728  *      particularly sensitive to.
2729  */
2730 static int flushwithdeps = 0;
2731 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2732     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2733
2734 static int
2735 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int target, int flushdeps)
2736 {
2737         struct buf *sentinel;
2738         struct vnode *vp;
2739         struct mount *mp;
2740         struct buf *bp;
2741         int hasdeps;
2742         int flushed;
2743         int queue;
2744         int error;
2745         bool unlock;
2746
2747         flushed = 0;
2748         queue = QUEUE_DIRTY;
2749         bp = NULL;
2750         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2751         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2752         mtx_lock(&bqdirty);
2753         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2754         mtx_unlock(&bqdirty);
2755         while (flushed != target) {
2756                 maybe_yield();
2757                 mtx_lock(&bqdirty);
2758                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2759                 if (bp != NULL) {
2760                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2761                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2762                             b_freelist);
2763                 } else {
2764                         mtx_unlock(&bqdirty);
2765                         break;
2766                 }
2767                 /*
2768                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2769                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2770                  *
2771                  * Only flush the buffers that belong to the
2772                  * vnode locked by the curthread.
2773                  */
2774                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
2775                     bp->b_vp != lvp)) {
2776                         mtx_unlock(&bqdirty);
2777                         continue;
2778                 }
2779                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
2780                 mtx_unlock(&bqdirty);
2781                 if (error != 0)
2782                         continue;
2783                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2784                         BUF_UNLOCK(bp);
2785                         continue;
2786                 }
2787                 /*
2788                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2789                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2790                  */
2791                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2792                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2793                         BUF_UNLOCK(bp);
2794                         continue;
2795                 }
2796                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2797                         bremfreef(bp);
2798                         brelse(bp);
2799                         flushed++;
2800                         continue;
2801                 }
2802
2803                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2804                         if (flushdeps == 0) {
2805                                 BUF_UNLOCK(bp);
2806                                 continue;
2807                         }
2808                         hasdeps = 1;
2809                 } else
2810                         hasdeps = 0;
2811                 /*
2812                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2813                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2814                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2815                  * system.
2816                  *
2817                  * The lock order here is the reverse of the normal
2818                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2819                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2820                  */
2821                 vp = bp->b_vp;
2822                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2823                         BUF_UNLOCK(bp);
2824                         continue;
2825                 }
2826                 if (lvp == NULL) {
2827                         unlock = true;
2828                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
2829                 } else {
2830                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
2831                         unlock = false;
2832                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
2833                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
2834                 }
2835                 if (error == 0) {
2836                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2837                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2838                         if (curproc == bufdaemonproc) {
2839                                 vfs_bio_awrite(bp);
2840                         } else {
2841                                 bremfree(bp);
2842                                 bwrite(bp);
2843                                 notbufdflushes++;
2844                         }
2845                         vn_finished_write(mp);
2846                         if (unlock)
2847                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
2848                         flushwithdeps += hasdeps;
2849                         flushed++;
2850
2851                         /*
2852                          * Sleeping on runningbufspace while holding
2853                          * vnode lock leads to deadlock.
2854                          */
2855                         if (curproc == bufdaemonproc &&
2856                             runningbufspace > hirunningspace)
2857                                 waitrunningbufspace();
2858                         continue;
2859                 }
2860                 vn_finished_write(mp);
2861                 BUF_UNLOCK(bp);
2862         }
2863         mtx_lock(&bqdirty);
2864         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2865         mtx_unlock(&bqdirty);
2866         free(sentinel, M_TEMP);
2867         return (flushed);
2868 }
2869
2870 /*
2871  * Check to see if a block is currently memory resident.
2872  */
2873 struct buf *
2874 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2875 {
2876         struct buf *bp;
2877
2878         BO_RLOCK(bo);
2879         bp = gbincore(bo, blkno);
2880         BO_RUNLOCK(bo);
2881         return (bp);
2882 }
2883
2884 /*
2885  * Returns true if no I/O is needed to access the
2886  * associated VM object.  This is like incore except
2887  * it also hunts around in the VM system for the data.
2888  */
2889
2890 static int
2891 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2892 {
2893         vm_object_t obj;
2894         vm_offset_t toff, tinc, size;
2895         vm_page_t m;
2896         vm_ooffset_t off;
2897
2898         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2899
2900         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2901                 return 1;
2902         if (vp->v_mount == NULL)
2903                 return 0;
2904         obj = vp->v_object;
2905         if (obj == NULL)
2906                 return (0);
2907
2908         size = PAGE_SIZE;
2909         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2910                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2911         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2912
2913         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
2914         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2915                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2916                 if (!m)
2917                         goto notinmem;
2918                 tinc = size;
2919                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2920                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2921                 if (vm_page_is_valid(m,
2922                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2923                         goto notinmem;
2924         }
2925         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
2926         return 1;
2927
2928 notinmem:
2929         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
2930         return (0);
2931 }
2932
2933 /*
2934  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2935  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
2936  * to the size of the buffer.
2937  *
2938  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2939  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2940  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2941  *
2942  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2943  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2944  */
2945 static void
2946 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
2947 {
2948         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
2949         vm_page_t m;
2950         int i;
2951
2952         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2953                 return;
2954
2955         foff = bp->b_offset;
2956         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2957             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
2958
2959         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2960         vfs_drain_busy_pages(bp);
2961         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2962         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2963                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2964                 eoff = noff;
2965                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2966                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2967                 m = bp->b_pages[i];
2968                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
2969                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2970                 foff = noff;
2971         }
2972         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2973 }
2974
2975 static void
2976 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2977 {
2978         vm_object_t object;
2979         int i;
2980
2981         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2982         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2983
2984         /*
2985          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2986          * object has been flushed yet.
2987          */
2988         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
2989                 vm_offset_t boffset;
2990                 vm_offset_t eoffset;
2991
2992                 /*
2993                  * test the pages to see if they have been modified directly
2994                  * by users through the VM system.
2995                  */
2996                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2997                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2998
2999                 /*
3000                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3001                  * (eoffset - boffset) bytes.
3002                  */
3003
3004                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3005                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3006                                 break;
3007                 }
3008                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3009
3010                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3011                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3012                                 break;
3013                         }
3014                 }
3015                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3016
3017                 /*
3018                  * Fit it to the buffer.
3019                  */
3020
3021                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3022                         eoffset = bp->b_bcount;
3023
3024                 /*
3025                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3026                  * dirty range.
3027                  */
3028
3029                 if (boffset < eoffset) {
3030                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3031                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3032                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3033                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3034                 }
3035         }
3036 }
3037
3038 /*
3039  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3040  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3041  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3042  */
3043 static void
3044 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3045 {
3046         struct buf *scratch_bp;
3047         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3048         off_t offset;
3049
3050         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3051             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3052         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3053             bp->b_data == unmapped_buf &&
3054             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3055         if (!need_mapping && !need_kva)
3056                 return;
3057
3058         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3059
3060         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3061                 /*
3062                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3063                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3064                  * allocated space.
3065                  */
3066                 goto has_addr;
3067         }
3068
3069         /*
3070          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3071          * if the buffer was mapped.
3072          */
3073         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3074         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3075         offset = blkno * bsize;
3076         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3077         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3078
3079 mapping_loop:
3080         if (bufkvaalloc(bp, maxsize, gbflags)) {
3081                 /*
3082                  * Request defragmentation. getnewbuf() returns us the
3083                  * allocated space by the scratch buffer KVA.
3084                  */
3085                 scratch_bp = getnewbuf(bp->b_vp, 0, 0, size, maxsize, gbflags |
3086                     (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC));
3087                 if (scratch_bp == NULL) {
3088                         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3089                                 /*
3090                                  * XXXKIB: defragmentation cannot
3091                                  * succeed, not sure what else to do.
3092                                  */
3093                                 panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3094                         }
3095                         atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
3096                         goto mapping_loop;
3097                 }
3098                 KASSERT(scratch_bp->b_kvabase != unmapped_buf,
3099                     ("scratch bp has no KVA %p", scratch_bp));
3100                 /* Grab pointers. */
3101                 bp->b_kvabase = scratch_bp->b_kvabase;
3102                 bp->b_kvasize = scratch_bp->b_kvasize;
3103                 bp->b_data = scratch_bp->b_data;
3104
3105                 /* Get rid of the scratch buffer. */
3106                 scratch_bp->b_kvasize = 0;
3107                 scratch_bp->b_flags |= B_INVAL;
3108                 scratch_bp->b_data = scratch_bp->b_kvabase = unmapped_buf;
3109                 brelse(scratch_bp);
3110         }
3111 has_addr:
3112         if (need_mapping) {
3113                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3114                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3115                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3116                 bpmap_qenter(bp);
3117         }
3118 }
3119
3120 /*
3121  *      getblk:
3122  *
3123  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3124  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3125  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3126  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3127  *      READ.
3128  *
3129  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3130  *      an existing buffer.
3131  *
3132  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3133  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3134  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3135  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3136  *
3137  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3138  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3139  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3140  *      backing VM.
3141  *
3142  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3143  *      B_CACHE bit is clear.
3144  *      
3145  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3146  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3147  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3148  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3149  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3150  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3151  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3152  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
3153  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3154  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3155  */
3156 struct buf *
3157 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3158     int flags)
3159 {
3160         struct buf *bp;
3161         struct bufobj *bo;
3162         int bsize, error, maxsize, vmio;
3163         off_t offset;
3164
3165         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3166         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3167             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3168         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3169         if (size > MAXBCACHEBUF)
3170                 panic("getblk: size(%d) > MAXBCACHEBUF(%d)\n", size,
3171                     MAXBCACHEBUF);
3172         if (!unmapped_buf_allowed)
3173                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3174
3175         bo = &vp->v_bufobj;
3176 loop:
3177         BO_RLOCK(bo);
3178         bp = gbincore(bo, blkno);
3179         if (bp != NULL) {
3180                 int lockflags;
3181                 /*
3182                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3183                  * it must be on a queue.
3184                  */
3185                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3186
3187                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3188                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3189
3190                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3191                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3192
3193                 /*
3194                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3195                  * the buffer changed identities.
3196                  */
3197                 if (error == ENOLCK)
3198                         goto loop;
3199                 /* We timed out or were interrupted. */
3200                 else if (error)
3201                         return (NULL);
3202                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3203                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3204                         goto end;
3205
3206                 /*
3207                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3208                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3209                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3210                  * backing VM cache.
3211                  */
3212                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3213                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3214                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3215                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3216                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3217                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3218                 else
3219                         bremfree(bp);
3220
3221                 /*
3222                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3223                  */
3224                 if (bp->b_bcount != size) {
3225                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3226                             (size > bp->b_kvasize)) {
3227                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3228                                         /*
3229                                          * If buffer is pinned and caller does
3230                                          * not want sleep  waiting for it to be
3231                                          * unpinned, bail out
3232                                          * */
3233                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
3234                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
3235                                                         bqrelse(bp);
3236                                                         return (NULL);
3237                                                 } else {
3238                                                         bunpin_wait(bp);
3239                                                 }
3240                                         }
3241                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3242                                         bwrite(bp);
3243                                 } else {
3244                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3245                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3246                                                 brelse(bp);
3247                                         } else {
3248                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3249                                                 bwrite(bp);
3250                                         }
3251                                 }
3252                                 goto loop;
3253                         }
3254                 }
3255
3256                 /*
3257                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3258                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3259                  * reservation is requested.
3260                  */
3261                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3262
3263                 /*
3264                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
3265                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3266                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3267                  * unchanged from its previous state.
3268                  */
3269                 if (bp->b_bcount != size)
3270                         allocbuf(bp, size);
3271
3272                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3273                     ("getblk: no buffer offset"));
3274
3275                 /*
3276                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3277                  * be committed before we can return the buffer in
3278                  * order to prevent the caller from issuing a read
3279                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3280                  * it.
3281                  *
3282                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3283                  * operate properly either because they assume they
3284                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3285                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3286                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3287                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3288                  * preventing further loops.
3289                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3290                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3291                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3292                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3293                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3294                  * after the write.
3295                  *
3296                  * We might be able to do something fancy, like setting
3297                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3298                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3299                  * confusing.  This is much easier.
3300                  */
3301
3302                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3303                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3304                         bwrite(bp);
3305                         goto loop;
3306                 }
3307                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3308         } else {
3309                 /*
3310                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3311                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3312                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3313                  */
3314                 BO_RUNLOCK(bo);
3315                 /*
3316                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3317                  * here.
3318                  */
3319                 if (flags & GB_NOCREAT)
3320                         return NULL;
3321                 if (numfreebuffers == 0 && TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3322                         return NULL;
3323
3324                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3325                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3326                 offset = blkno * bsize;
3327                 vmio = vp->v_object != NULL;
3328                 if (vmio) {
3329                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3330                 } else {
3331                         maxsize = size;
3332                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3333                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3334                 }
3335                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3336
3337                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
3338                 if (bp == NULL) {
3339                         if (slpflag || slptimeo)
3340                                 return NULL;
3341                         goto loop;
3342                 }
3343
3344                 /*
3345                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3346                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3347                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3348                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3349                  * throw away the one we just created.
3350                  *
3351                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3352                  * with the vp especially considering limitations in
3353                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3354                  * lblkno's.
3355                  */
3356                 BO_LOCK(bo);
3357                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3358                         BO_UNLOCK(bo);
3359                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3360                         brelse(bp);
3361                         goto loop;
3362                 }
3363
3364                 /*
3365                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3366                  * be found by incore.
3367                  */
3368                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3369                 bp->b_offset = offset;
3370                 bgetvp(vp, bp);
3371                 BO_UNLOCK(bo);
3372
3373                 /*
3374                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3375                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3376                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3377                  * backing store for validity.
3378                  */
3379
3380                 if (vmio) {
3381                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3382                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3383                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3384                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3385                 } else {
3386                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3387                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3388                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3389                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3390                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3391                 }
3392
3393                 allocbuf(bp, size);
3394                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3395         }
3396         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3397         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3398 end:
3399         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3400             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3401         return (bp);
3402 }
3403
3404 /*
3405  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3406  * set to B_INVAL.
3407  */
3408 struct buf *
3409 geteblk(int size, int flags)
3410 {
3411         struct buf *bp;
3412         int maxsize;
3413
3414         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3415         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
3416                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3417                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3418                         return (NULL);
3419         }
3420         allocbuf(bp, size);
3421         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3422         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3423         return (bp);
3424 }
3425
3426 /*
3427  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3428  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3429  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3430  * resize a buffer up or down.
3431  *
3432  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3433  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3434  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3435  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3436  *
3437  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3438  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3439  */
3440
3441 int
3442 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3443 {
3444         int newbsize, mbsize;
3445         int i;
3446
3447         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3448
3449         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
3450                 panic("allocbuf: buffer too small");
3451
3452         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3453                 caddr_t origbuf;
3454                 int origbufsize;
3455                 /*
3456                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3457                  * mess with B_CACHE.
3458                  */
3459                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3460                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3461                         newbsize = mbsize;
3462                 else
3463                         newbsize = round_page(size);
3464
3465                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3466                         /*
3467                          * malloced buffers are not shrunk
3468                          */
3469                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3470                                 if (newbsize) {
3471                                         bp->b_bcount = size;
3472                                 } else {
3473                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3474                                         bufmallocadjust(bp, 0);
3475                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3476                                         bp->b_bcount = 0;
3477                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3478                                 }
3479                                 return 1;
3480                         }               
3481                         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3482                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3483                         /*
3484                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3485                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3486                          * grows.
3487                          */
3488                         /*
3489                          * There is a potential smp race here that could lead
3490                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3491                          * is probably extremely rare and not worth worrying
3492                          * over.
3493                          */
3494                         if ((bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3495                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3496                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3497
3498                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3499                                 bp->b_bcount = size;
3500                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3501                                 bufmallocadjust(bp, mbsize);
3502                                 return 1;
3503                         }
3504                         origbuf = NULL;
3505                         origbufsize = 0;
3506                         /*
3507                          * If the buffer is growing on its other-than-first
3508                          * allocation then we revert to the page-allocation
3509                          * scheme.
3510                          */
3511                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3512                                 origbuf = bp->b_data;
3513                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3514                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3515                                 bufmallocadjust(bp, 0);
3516                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3517                                 newbsize = round_page(newbsize);
3518                         }
3519                         vm_hold_load_pages(
3520                             bp,
3521                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3522                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3523                         if (origbuf) {
3524                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3525                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3526                         }
3527                 }
3528         } else {
3529                 int desiredpages;
3530
3531                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3532                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3533                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3534
3535                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3536                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3537                 /*
3538                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3539                  * 0-length.
3540                  */
3541                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3542                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3543
3544                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3545                         /*
3546                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3547                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3548                          * if we have to remove any pages.
3549                          */
3550                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
3551                                 vm_page_t m;
3552
3553                                 if (buf_mapped(bp)) {
3554                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3555                                         pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page(
3556                                             (vm_offset_t)bp->b_data) +
3557                                             (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3558                                             (bp->b_npages - desiredpages));
3559                                 } else
3560                                         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3561                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3562                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3563                                         /*
3564                                          * the page is not freed here -- it
3565                                          * is the responsibility of 
3566                                          * vnode_pager_setsize
3567                                          */
3568                                         m = bp->b_pages[i];
3569                                         KASSERT(m != bogus_page,
3570                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3571                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m,
3572                                             "biodep"))
3573                                                 continue;
3574
3575                                         bp->b_pages[i] = NULL;
3576                                         vm_page_lock(m);
3577                                         vm_page_unwire(m, PQ_INACTIVE);
3578                                         vm_page_unlock(m);
3579                                 }
3580                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3581                                 bp->b_npages = desiredpages;
3582                         }
3583                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3584                         /*
3585                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3586                          * byte-granular fashion.
3587                          */
3588                         vm_object_t obj;
3589                         vm_offset_t toff;
3590                         vm_offset_t tinc;
3591
3592                         /*
3593                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3594                          * allocating them if necessary.  We must clear
3595                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3596                          * range covered by the buffer.
3597                          */
3598
3599                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3600
3601                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3602                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
3603                                 vm_page_t m;
3604
3605                                 /*
3606                                  * We must allocate system pages since blocking
3607                                  * here could interfere with paging I/O, no
3608                                  * matter which process we are.
3609                                  *
3610                                  * Only exclusive busy can be tested here.
3611                                  * Blocking on shared busy might lead to
3612                                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3613                                  * pages are vfs_busy_pages().
3614                                  */
3615                                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) +
3616                                     bp->b_npages, VM_ALLOC_NOBUSY |
3617                                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3618                                     VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3619                                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
3620                                 if (m->valid == 0)
3621                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3622                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3623                                 ++bp->b_npages;
3624                         }
3625
3626                         /*
3627                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3628                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3629                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3630                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3631                          * aligned range ( newbsize ).
3632                          *
3633                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3634                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3635                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3636                          * fails with NFS if the server or some other client
3637                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3638                          * B_CACHE may remain set! XXX
3639                          */
3640
3641                         toff = bp->b_bcount;
3642                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3643
3644                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3645                                 vm_pindex_t pi;
3646
3647                                 if (tinc > (size - toff))
3648                                         tinc = size - toff;
3649
3650                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3651                                     PAGE_SHIFT;
3652
3653                                 vfs_buf_test_cache(
3654                                     bp, 
3655                                     bp->b_offset,
3656                                     toff, 
3657                                     tinc, 
3658                                     bp->b_pages[pi]
3659                                 );
3660                                 toff += tinc;
3661                                 tinc = PAGE_SIZE;
3662                         }
3663                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3664
3665                         /*
3666                          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3667                          */
3668                         if (buf_mapped(bp))
3669                                 bpmap_qenter(bp);
3670                         else
3671                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3672                 }
3673         }
3674         /* Record changes in allocation size. */
3675         if (bp->b_bufsize != newbsize)
3676                 bufspaceadjust(bp, newbsize);
3677         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
3678         return 1;
3679 }
3680
3681 extern int inflight_transient_maps;
3682
3683 void
3684 biodone(struct bio *bp)
3685 {
3686         struct mtx *mtxp;
3687         void (*done)(struct bio *);
3688         vm_offset_t start, end;
3689
3690         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3691                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
3692                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
3693                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3694                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3695                 bp->bio_data = unmapped_buf;
3696                 pmap_qremove(start, OFF_TO_IDX(end - start));
3697                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
3698                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3699         }
3700         done = bp->bio_done;
3701         if (done == NULL) {
3702                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3703                 mtx_lock(mtxp);
3704                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3705                 wakeup(bp);
3706                 mtx_unlock(mtxp);
3707         } else {
3708                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3709                 done(bp);
3710         }
3711 }
3712
3713 /*
3714  * Wait for a BIO to finish.
3715  */
3716 int
3717 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3718 {
3719         struct mtx *mtxp;
3720
3721         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3722         mtx_lock(mtxp);
3723         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3724                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
3725         mtx_unlock(mtxp);
3726         if (bp->bio_error != 0)
3727                 return (bp->bio_error);
3728         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3729                 return (0);
3730         return (EIO);
3731 }
3732
3733 void
3734 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3735 {
3736         
3737         if (error) {
3738                 bp->bio_error = error;
3739                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3740         }
3741         if (stat != NULL)
3742                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3743         biodone(bp);
3744 }
3745
3746 /*
3747  *      bufwait:
3748  *
3749  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3750  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3751  *      error and cleared.
3752  */
3753 int
3754 bufwait(struct buf *bp)
3755 {
3756         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3757                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3758         else
3759                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3760         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3761                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3762                 return (EINTR);
3763         }
3764         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3765                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3766         } else {
3767                 return (0);
3768         }
3769 }
3770
3771  /*
3772   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3773   */
3774 static void
3775 bufdonebio(struct bio *bip)
3776 {
3777         struct buf *bp;
3778
3779         bp = bip->bio_caller2;
3780         bp->b_resid = bip->bio_resid;
3781         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3782         bp->b_error = bip->bio_error;
3783         if (bp->b_error)
3784                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3785         bufdone(bp);
3786         g_destroy_bio(bip);
3787 }
3788
3789 void
3790 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3791 {
3792         struct cdevsw *csw;
3793         int ref;
3794
3795         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3796             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s) %p",
3797             devtoname(dev), dev));
3798
3799         csw = dev_refthread(dev, &ref);
3800         dev_strategy_csw(dev, csw, bp);
3801         dev_relthread(dev, ref);
3802 }
3803
3804 void
3805 dev_strategy_csw(struct cdev *dev, struct cdevsw *csw, struct buf *bp)
3806 {
3807         struct bio *bip;
3808
3809         KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ || bp->b_iocmd == BIO_WRITE,
3810             ("b_iocmd botch"));
3811         KASSERT(((dev->si_flags & SI_ETERNAL) != 0 && csw != NULL) ||
3812             dev->si_threadcount > 0,
3813             ("dev_strategy_csw threadcount cdev *(%s) %p", devtoname(dev),
3814             dev));
3815         if (csw == NULL) {
3816                 bp->b_error = ENXIO;
3817                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3818                 bufdone(bp);
3819                 return;
3820         }
3821         for (;;) {
3822                 bip = g_new_bio();
3823                 if (bip != NULL)
3824                         break;
3825                 /* Try again later */
3826                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3827         }
3828         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3829         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3830         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3831         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3832         bdata2bio(bp, bip);
3833         bip->bio_done = bufdonebio;
3834         bip->bio_caller2 = bp;
3835         bip->bio_dev = dev;
3836         (*csw->d_strategy)(bip);
3837 }
3838
3839 /*
3840  *      bufdone:
3841  *
3842  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3843  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3844  *      not allowed.
3845  *
3846  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3847  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3848  *      assuming B_INVAL is clear.
3849  *
3850  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3851  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3852  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3853  *
3854  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3855  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3856  *      in the biodone routine.
3857  */
3858 void
3859 bufdone(struct buf *bp)
3860 {
3861         struct bufobj *dropobj;
3862         void    (*biodone)(struct buf *);
3863
3864         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3865         dropobj = NULL;
3866
3867         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3868         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3869
3870         runningbufwakeup(bp);
3871         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3872                 dropobj = bp->b_bufobj;
3873         /* call optional completion function if requested */
3874         if (bp->b_iodone != NULL) {
3875                 biodone = bp->b_iodone;
3876                 bp->b_iodone = NULL;
3877                 (*biodone) (bp);
3878                 if (dropobj)
3879                         bufobj_wdrop(dropobj);
3880                 return;
3881         }
3882
3883         bufdone_finish(bp);
3884
3885         if (dropobj)
3886                 bufobj_wdrop(dropobj);
3887 }
3888
3889 void
3890 bufdone_finish(struct buf *bp)
3891 {
3892         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3893
3894         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3895                 buf_complete(bp);
3896
3897         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3898                 vm_ooffset_t foff;
3899                 vm_page_t m;
3900                 vm_object_t obj;
3901                 struct vnode *vp;
3902                 int bogus, i, iosize;
3903
3904                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3905                 KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
3906                     ("biodone_finish: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
3907                     obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
3908
3909                 vp = bp->b_vp;
3910                 KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
3911                     ("biodone_finish: vnode %p has zero hold count", vp));
3912                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3913                     ("biodone_finish: vnode %p has no vm_object", vp));
3914
3915                 foff = bp->b_offset;
3916                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3917                     ("biodone_finish: bp %p has no buffer offset", bp));
3918
3919                 /*
3920                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3921                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3922                  * routines.
3923                  */
3924                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3925                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3926                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3927                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3928                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3929                 }
3930                 bogus = 0;
3931                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3932                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3933                         int bogusflag = 0;
3934                         int resid;
3935
3936                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3937                         if (resid > iosize)
3938                                 resid = iosize;
3939
3940                         /*
3941                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3942                          */
3943                         m = bp->b_pages[i];
3944                         if (m == bogus_page) {
3945                                 bogus = bogusflag = 1;
3946                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3947                                 if (m == NULL)
3948                                         panic("biodone: page disappeared!");
3949                                 bp->b_pages[i] = m;
3950                         }
3951                         KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3952                             ("biodone_finish: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3953                             (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3954
3955                         /*
3956                          * In the write case, the valid and clean bits are
3957                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3958                          * only need to do this here in the read case.
3959                          */
3960                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3961                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3962                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3963                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3964                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3965                         }
3966
3967                         vm_page_sunbusy(m);
3968                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3969                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3970                         iosize -= resid;
3971                 }
3972                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3973                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3974                 if (bogus && buf_mapped(bp)) {
3975                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3976                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3977                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3978                 }
3979         }
3980
3981         /*
3982          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3983          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3984          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3985          */
3986
3987         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3988                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3989                         brelse(bp);
3990                 else
3991                         bqrelse(bp);
3992         } else
3993                 bdone(bp);
3994 }
3995
3996 /*
3997  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3998  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3999  * consistant.
4000  */
4001 void
4002 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4003 {
4004         int i;
4005         vm_object_t obj;
4006         vm_page_t m;
4007
4008         runningbufwakeup(bp);
4009         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4010                 return;
4011
4012         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4013         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4014         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4015                 m = bp->b_pages[i];
4016                 if (m == bogus_page) {
4017                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4018                         if (!m)
4019                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4020                         bp->b_pages[i] = m;
4021                         if (buf_mapped(bp)) {
4022                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4023                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4024                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4025                         } else
4026                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4027                 }
4028                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
4029                 vm_page_sunbusy(m);
4030         }
4031         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
4032         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4033 }
4034
4035 /*
4036  * vfs_page_set_valid:
4037  *
4038  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4039  *      range is restricted to the buffer's size.
4040  *
4041  *      This routine is typically called after a read completes.
4042  */
4043 static void
4044 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4045 {
4046         vm_ooffset_t eoff;
4047
4048         /*
4049          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4050          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4051          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4052          * allocation size of the buffer.
4053          */
4054         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4055         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4056                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4057
4058         /*
4059          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4060          * entire page.
4061          */
4062         if (eoff > off)
4063                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4064 }
4065
4066 /*
4067  * vfs_page_set_validclean:
4068  *
4069  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4070  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4071  */
4072 static void
4073 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4074 {
4075         vm_ooffset_t soff, eoff;
4076
4077         /*
4078          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4079          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
4080          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4081          * of the buffer.
4082          */
4083         soff = off;
4084         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4085         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4086                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4087
4088         /*
4089          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4090          * entire page.
4091          */
4092         if (eoff > soff) {
4093                 vm_page_set_validclean(
4094                     m,
4095                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4096                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4097                 );
4098         }
4099 }
4100
4101 /*
4102  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4103  * exclusive busy, drain it.
4104  */
4105 void
4106 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4107 {
4108         vm_page_t m;
4109         int i, last_busied;
4110
4111         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4112         last_busied = 0;
4113         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4114                 m = bp->b_pages[i];
4115                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4116                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4117                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4118                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4119                                 vm_page_lock(m);
4120                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4121                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage");
4122                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4123                         }
4124                 }
4125         }
4126         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4127                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4128 }
4129
4130 /*
4131  * This routine is called before a device strategy routine.
4132  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4133  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4134  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4135  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4136  * inconsistant.
4137  *
4138  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4139  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
4140  * and should be ignored.
4141  */
4142 void
4143 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4144 {
4145         int i, bogus;
4146         vm_object_t obj;
4147         vm_ooffset_t foff;
4148         vm_page_t m;
4149
4150         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4151                 return;
4152
4153         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4154         foff = bp->b_offset;
4155         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4156             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4157         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4158         vfs_drain_busy_pages(bp);
4159         if (bp->b_bufsize != 0)
4160                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4161         bogus = 0;
4162         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4163                 m = bp->b_pages[i];
4164
4165                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4166                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4167                         vm_page_sbusy(m);
4168                 }
4169                 /*
4170                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4171                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4172                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4173                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4174                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4175                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4176                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4177                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4178                  * first place ).  The replacement prevents the read
4179                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4180                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4181                  * It may not work properly with small-block devices.
4182                  * We need to find a better way.
4183                  */
4184                 if (clear_modify) {
4185                         pmap_remove_write(m);
4186                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4187                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4188                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4189                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4190                         bogus++;
4191                 }
4192                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4193         }
4194         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4195         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4196                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4197                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4198                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4199         }
4200 }
4201
4202 /*
4203  *      vfs_bio_set_valid:
4204  *
4205  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4206  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4207  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4208  *      page.
4209  */
4210 void   
4211 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4212 {
4213         int i, n;
4214         vm_page_t m;
4215
4216         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4217                 return;
4218
4219         /*
4220          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4221          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4222          * first page that can be validated.
4223          */
4224         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4225         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4226
4227         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4228         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4229                 m = bp->b_pages[i];
4230                 if (n > size)
4231                         n = size;
4232                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4233                 base += n;
4234                 size -= n;
4235                 n = PAGE_SIZE;
4236         }
4237         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4238 }
4239
4240 /*
4241  *      vfs_bio_clrbuf:
4242  *
4243  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4244  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4245  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4246  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4247  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4248  *
4249  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4250  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4251  */
4252 void
4253 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4254 {
4255         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4256
4257         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4258                 clrbuf(bp);
4259                 return;
4260         }
4261         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4262         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4263         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4264         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4265             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4266                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4267                         goto unlock;
4268                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4269                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4270                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4271                         goto unlock;
4272                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4273                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4274                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4275                         goto unlock;
4276                 }
4277         }
4278         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4279         slide = 0;
4280         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4281                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4282                 ea = slide & PAGE_MASK;
4283                 if (ea == 0)
4284                         ea = PAGE_SIZE;
4285                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4286                         continue;
4287                 j = sa / DEV_BSIZE;
4288                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4289                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4290                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4291                         continue;
4292                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4293                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4294                 else {
4295                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4296                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4297                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4298                                             sa, DEV_BSIZE);
4299                                 }
4300                         }
4301                 }
4302                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4303         }
4304 unlock:
4305         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4306         bp->b_resid = 0;
4307 }
4308
4309 void
4310 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4311 {
4312         vm_page_t m;
4313         int i, n;
4314
4315         if (buf_mapped(bp)) {
4316                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4317                 bzero(bp->b_data + base, size);
4318         } else {
4319                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4320                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4321                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4322                         m = bp->b_pages[i];
4323                         if (n > size)
4324                                 n = size;
4325                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4326                         base += n;
4327                         size -= n;
4328                         n = PAGE_SIZE;
4329                 }
4330         }
4331 }
4332
4333 /*
4334  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4335  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4336  * not associated with a file object.
4337  */
4338 static void
4339 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4340 {
4341         vm_offset_t pg;
4342         vm_page_t p;
4343         int index;
4344
4345         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4346
4347         to = round_page(to);
4348         from = round_page(from);
4349         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4350
4351         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4352 tryagain:
4353                 /*
4354                  * note: must allocate system pages since blocking here
4355                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4356                  * process we are.
4357                  */
4358                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4359                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4360                 if (p == NULL) {
4361                         VM_WAIT;
4362                         goto tryagain;
4363                 }
4364                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4365                 bp->b_pages[index] = p;
4366         }
4367         bp->b_npages = index;
4368 }
4369
4370 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4371 static void
4372 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4373 {
4374         vm_offset_t from;
4375         vm_page_t p;
4376         int index, newnpages;
4377
4378         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4379
4380         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4381         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4382         if (bp->b_npages > newnpages)
4383                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4384         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4385                 p = bp->b_pages[index];
4386                 bp->b_pages[index] = NULL;
4387                 if (vm_page_sbusied(p))
4388                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
4389                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
4390                 p->wire_count--;
4391                 vm_page_free(p);
4392                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
4393         }
4394         bp->b_npages = newnpages;
4395 }
4396
4397 /*
4398  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4399  *
4400  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4401  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4402  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4403  *
4404  * Note that even if the caller determines that the address space should
4405  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4406  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4407  * check the return value.
4408  *
4409  * This function only works with pager buffers.
4410  */
4411 int
4412 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4413 {
4414         vm_prot_t prot;
4415         int pidx;
4416
4417         if (bp->b_bufsize < 0)
4418                 return (-1);
4419         prot = VM_PROT_READ;
4420         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4421                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4422         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4423             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4424             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4425                 return (-1);
4426         bp->b_npages = pidx;
4427         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4428         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4429                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4430                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4431         } else
4432                 bp->b_data = unmapped_buf;
4433         return(0);
4434 }
4435
4436 /*
4437  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4438  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4439  *
4440  * This function only works with pager buffers.
4441  */
4442 void
4443 vunmapbuf(struct buf *bp)
4444 {
4445         int npages;
4446
4447         npages = bp->b_npages;
4448         if (buf_mapped(bp))
4449                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4450         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4451
4452         bp->b_data = unmapped_buf;
4453 }
4454
4455 void
4456 bdone(struct buf *bp)
4457 {
4458         struct mtx *mtxp;
4459
4460         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4461         mtx_lock(mtxp);
4462         bp->b_flags |= B_DONE;
4463         wakeup(bp);
4464         mtx_unlock(mtxp);
4465 }
4466
4467 void
4468 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4469 {
4470         struct mtx *mtxp;
4471
4472         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4473         mtx_lock(mtxp);
4474         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4475                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4476         mtx_unlock(mtxp);
4477 }
4478
4479 int
4480 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4481 {
4482
4483         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
4484 }
4485
4486 void
4487 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4488 {
4489         int i = 0;
4490         struct vnode *vp;
4491
4492         vp = bp->b_vp;
4493         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4494         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4495             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4496         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4497         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4498 }
4499
4500 void
4501 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4502 {
4503
4504         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4505         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4506         bo->bo_numoutput++;
4507 }
4508
4509 void
4510 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4511 {
4512
4513         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4514         BO_LOCK(bo);
4515         bo->bo_numoutput++;
4516         BO_UNLOCK(bo);
4517 }
4518
4519 void
4520 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4521 {
4522
4523         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4524         BO_LOCK(bo);
4525         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4526         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4527                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4528                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4529         }
4530         BO_UNLOCK(bo);
4531 }
4532
4533 int
4534 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4535 {
4536         int error;
4537
4538         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4539         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4540         error = 0;
4541         while (bo->bo_numoutput) {
4542                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4543                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
4544                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4545                 if (error)
4546                         break;
4547         }
4548         return (error);
4549 }
4550
4551 void
4552 bpin(struct buf *bp)
4553 {
4554         struct mtx *mtxp;
4555
4556         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4557         mtx_lock(mtxp);
4558         bp->b_pin_count++;
4559         mtx_unlock(mtxp);
4560 }
4561
4562 void
4563 bunpin(struct buf *bp)
4564 {
4565         struct mtx *mtxp;
4566
4567         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4568         mtx_lock(mtxp);
4569         if (--bp->b_pin_count == 0)
4570                 wakeup(bp);
4571         mtx_unlock(mtxp);
4572 }
4573
4574 void
4575 bunpin_wait(struct buf *bp)
4576 {
4577         struct mtx *mtxp;
4578
4579         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4580         mtx_lock(mtxp);
4581         while (bp->b_pin_count > 0)
4582                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4583         mtx_unlock(mtxp);
4584 }
4585
4586 /*
4587  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4588  */
4589 void
4590 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4591 {
4592
4593         if (!buf_mapped(bp)) {
4594                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4595                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4596                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4597                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4598                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4599                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4600                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4601                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4602                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4603                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4604         } else {
4605                 bip->bio_data = bp->b_data;
4606                 bip->bio_ma = NULL;
4607         }
4608 }
4609
4610 #include "opt_ddb.h"
4611 #ifdef DDB
4612 #include <ddb/ddb.h>
4613
4614 /* DDB command to show buffer data */
4615 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4616 {
4617         /* get args */
4618         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4619
4620         if (!have_addr) {
4621                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4622                 return;
4623         }
4624
4625         db_printf("buf at %p\n", bp);
4626         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4627             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4628             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4629         db_printf(
4630             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4631             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4632             "b_dep = %p\n",
4633             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4634             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4635             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4636         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
4637             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
4638         if (bp->b_npages) {
4639                 int i;
4640                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4641                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4642                         vm_page_t m;
4643                         m = bp->b_pages[i];
4644                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4645                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4646                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4647                                 db_printf(",");
4648                 }
4649                 db_printf("\n");
4650         }
4651         db_printf(" ");
4652         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4653 }
4654
4655 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4656 {
4657         struct buf *bp;
4658         int i;
4659
4660         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4661                 bp = &buf[i];
4662                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4663                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4664                         db_printf("\n");
4665                 }
4666         }
4667 }
4668
4669 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4670 {
4671         struct vnode *vp;
4672         struct buf *bp;
4673
4674         if (!have_addr) {
4675                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4676                 return;
4677         }
4678         vp = (struct vnode *)addr;
4679         db_printf("Clean buffers:\n");
4680         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4681                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4682                 db_printf("\n");
4683         }
4684         db_printf("Dirty buffers:\n");
4685         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4686                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4687                 db_printf("\n");
4688         }
4689 }
4690
4691 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4692 {
4693         struct buf *bp;
4694         int i, used = 0, nfree = 0;
4695
4696         if (have_addr) {
4697                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4698                 return;
4699         }
4700
4701         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4702                 bp = &buf[i];
4703                 if ((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0)
4704                         nfree++;
4705                 else
4706                         used++;
4707         }
4708
4709         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4710             nfree + used);
4711         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4712 }
4713 #endif /* DDB */