]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
MFV r282150
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
34  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
35  * sure that the performance degradation associated with schemes such
36  * as this is not realized.
37  *
38  * Author:  John S. Dyson
39  * Significant help during the development and debugging phases
40  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
41  *
42  * see man buf(9) for more info.
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/devicestat.h>
54 #include <sys/eventhandler.h>
55 #include <sys/fail.h>
56 #include <sys/limits.h>
57 #include <sys/lock.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/mount.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/kthread.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/resourcevar.h>
65 #include <sys/rwlock.h>
66 #include <sys/sysctl.h>
67 #include <sys/vmem.h>
68 #include <sys/vmmeter.h>
69 #include <sys/vnode.h>
70 #include <geom/geom.h>
71 #include <vm/vm.h>
72 #include <vm/vm_param.h>
73 #include <vm/vm_kern.h>
74 #include <vm/vm_pageout.h>
75 #include <vm/vm_page.h>
76 #include <vm/vm_object.h>
77 #include <vm/vm_extern.h>
78 #include <vm/vm_map.h>
79 #include "opt_compat.h"
80 #include "opt_swap.h"
81
82 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
83
84 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
85
86 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
87         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
88         .bop_write      =       bufwrite,
89         .bop_strategy   =       bufstrategy,
90         .bop_sync       =       bufsync,
91         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
92 };
93
94 /*
95  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
96  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
97  */
98 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
99 caddr_t unmapped_buf;
100
101 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
102 struct proc *bufdaemonproc;
103
104 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
105 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
106 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
107                 vm_offset_t to);
108 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
109 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
110                 vm_page_t m);
111 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
112 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
113 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
114 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
115                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
116 static int buf_flush(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     "Virtual memory used for buffers");
141 #endif
142 static long unmapped_bufspace;
143 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, unmapped_bufspace, CTLFLAG_RD,
144     &unmapped_bufspace, 0,
145     "Amount of unmapped buffers, inclusive in the bufspace");
146 static long maxbufspace;
147 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
148     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
149 static long bufmallocspace;
150 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
151     "Amount of malloced memory for buffers");
152 static long maxbufmallocspace;
153 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
154     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
155 static long lobufspace;
156 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
157     "Minimum amount of buffers we want to have");
158 long hibufspace;
159 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
160     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
161 static int bufreusecnt;
162 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
163     "Number of times we have reused a buffer");
164 static int buffreekvacnt;
165 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
166     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
167 static int bufdefragcnt;
168 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
169     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
170 static long lorunningspace;
171 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
172     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
173     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
174 static long hirunningspace;
175 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
176     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
177     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
178 int dirtybufferflushes;
179 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
180     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
181 int bdwriteskip;
182 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
183     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
184 int altbufferflushes;
185 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
186     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
187 static int recursiveflushes;
188 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
189     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
190 static int numdirtybuffers;
191 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
192     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
193 static int lodirtybuffers;
194 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
195     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
196 static int hidirtybuffers;
197 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
198     "When the number of dirty buffers is considered severe");
199 int dirtybufthresh;
200 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
201     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
202 static int numfreebuffers;
203 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
204     "Number of free buffers");
205 static int lofreebuffers;
206 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
207    "XXX Unused");
208 static int hifreebuffers;
209 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
210    "XXX Complicatedly unused");
211 static int getnewbufcalls;
212 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
213    "Number of calls to getnewbuf");
214 static int getnewbufrestarts;
215 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
216     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
217 static int mappingrestarts;
218 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
219     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
220     "unmapped buffer");
221 static int flushbufqtarget = 100;
222 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
223     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
224 static long notbufdflushes;
225 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes, 0,
226     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
227 static long barrierwrites;
228 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
229     "Number of barrier writes");
230 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
231     &unmapped_buf_allowed, 0,
232     "Permit the use of the unmapped i/o");
233
234 /*
235  * Lock for the non-dirty bufqueues
236  */
237 static struct mtx_padalign bqclean;
238
239 /*
240  * Lock for the dirty queue.
241  */
242 static struct mtx_padalign bqdirty;
243
244 /*
245  * This lock synchronizes access to bd_request.
246  */
247 static struct mtx_padalign bdlock;
248
249 /*
250  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
251  * waitrunningbufspace().
252  */
253 static struct mtx_padalign rbreqlock;
254
255 /*
256  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
257  */
258 static struct rwlock_padalign nblock;
259
260 /*
261  * Lock that protects bdirtywait.
262  */
263 static struct mtx_padalign bdirtylock;
264
265 /*
266  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
267  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
268  * is idling.
269  */
270 static int bd_request;
271
272 /*
273  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
274  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
275  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
276  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
277  */
278 static int bd_speedupreq;
279
280 /*
281  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
282  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
283  * really that bad.  it would be better to split the buffer
284  * for input in the case of buffers partially already in memory,
285  * but the code is intricate enough already.
286  */
287 vm_page_t bogus_page;
288
289 /*
290  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
291  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
292  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
293  */
294 static int runningbufreq;
295
296 /* 
297  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
298  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
299  * by and/or.
300  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountadd(), bwillwrite(),
301  * getnewbuf(), and getblk().
302  */
303 static volatile int needsbuffer;
304
305 /*
306  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
307  */
308 static int bdirtywait;
309
310 /*
311  * Definitions for the buffer free lists.
312  */
313 #define BUFFER_QUEUES   5       /* number of free buffer queues */
314
315 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
316 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
317 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
318 #define QUEUE_EMPTYKVA  3       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
319 #define QUEUE_EMPTY     4       /* empty buffer headers */
320 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
321
322 /* Queues for free buffers with various properties */
323 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
324 #ifdef INVARIANTS
325 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
326 #endif
327
328 /*
329  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
330  * buf_wmesg is referred from macros.
331  */
332 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
333
334 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
335 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
336 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
337
338 static int
339 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
340 {
341         long value;
342         int error;
343
344         value = *(long *)arg1;
345         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
346         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
347                 return (error);
348         mtx_lock(&rbreqlock);
349         if (arg1 == &hirunningspace) {
350                 if (value < lorunningspace)
351                         error = EINVAL;
352                 else
353                         hirunningspace = value;
354         } else {
355                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
356                     ("%s: unknown arg1", __func__));
357                 if (value > hirunningspace)
358                         error = EINVAL;
359                 else
360                         lorunningspace = value;
361         }
362         mtx_unlock(&rbreqlock);
363         return (error);
364 }
365
366 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
367     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
368 static int
369 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
370 {
371         long lvalue;
372         int ivalue;
373
374         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
375                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
376         lvalue = *(long *)arg1;
377         if (lvalue > INT_MAX)
378                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
379                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
380         ivalue = lvalue;
381         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
382 }
383 #endif
384
385 /*
386  *      bqlock:
387  *
388  *      Return the appropriate queue lock based on the index.
389  */
390 static inline struct mtx *
391 bqlock(int qindex)
392 {
393
394         if (qindex == QUEUE_DIRTY)
395                 return (struct mtx *)(&bqdirty);
396         return (struct mtx *)(&bqclean);
397 }
398
399 /*
400  *      bdirtywakeup:
401  *
402  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
403  */
404 static void
405 bdirtywakeup(void)
406 {
407         mtx_lock(&bdirtylock);
408         if (bdirtywait) {
409                 bdirtywait = 0;
410                 wakeup(&bdirtywait);
411         }
412         mtx_unlock(&bdirtylock);
413 }
414
415 /*
416  *      bdirtysub:
417  *
418  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
419  *      threads blocked in bwillwrite().
420  */
421 static void
422 bdirtysub(void)
423 {
424
425         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, -1) ==
426             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
427                 bdirtywakeup();
428 }
429
430 /*
431  *      bdirtyadd:
432  *
433  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
434  *      daemon if needed.
435  */
436 static void
437 bdirtyadd(void)
438 {
439
440         /*
441          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
442          * buf daemon will keep running until the condition clears.
443          */
444         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, 1) ==
445             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
446                 bd_wakeup();
447 }
448
449 /*
450  *      bufspacewakeup:
451  *
452  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
453  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
454  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
455  *      bp's get placed back in the queues.
456  */
457
458 static __inline void
459 bufspacewakeup(void)
460 {
461         int need_wakeup, on;
462
463         /*
464          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
465          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
466          * process will be able to now.
467          */
468         rw_rlock(&nblock);
469         for (;;) {
470                 need_wakeup = 0;
471                 on = needsbuffer;
472                 if ((on & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) == 0)
473                         break;
474                 need_wakeup = 1;
475                 if (atomic_cmpset_rel_int(&needsbuffer, on,
476                     on & ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE))
477                         break;
478         }
479         if (need_wakeup)
480                 wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
481         rw_runlock(&nblock);
482 }
483
484 /*
485  *      runningwakeup:
486  *
487  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
488  *      below lorunningspace.
489  */
490 static void
491 runningwakeup(void)
492 {
493
494         mtx_lock(&rbreqlock);
495         if (runningbufreq) {
496                 runningbufreq = 0;
497                 wakeup(&runningbufreq);
498         }
499         mtx_unlock(&rbreqlock);
500 }
501
502 /*
503  *      runningbufwakeup:
504  *
505  *      Decrement the outstanding write count according.
506  */
507 void
508 runningbufwakeup(struct buf *bp)
509 {
510         long space, bspace;
511
512         bspace = bp->b_runningbufspace;
513         if (bspace == 0)
514                 return;
515         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
516         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
517             space, bspace));
518         bp->b_runningbufspace = 0;
519         /*
520          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
521          * the threshold to falling below it.
522          */
523         if (space < lorunningspace)
524                 return;
525         if (space - bspace > lorunningspace)
526                 return;
527         runningwakeup();
528 }
529
530 /*
531  *      bufcountadd:
532  *
533  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
534  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
535  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
536  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
537  */
538 static __inline void
539 bufcountadd(struct buf *bp)
540 {
541         int mask, need_wakeup, old, on;
542
543         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
544             ("buf %p already counted as free", bp));
545         bp->b_flags |= B_INFREECNT;
546         old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, 1);
547         KASSERT(old >= 0 && old < nbuf,
548             ("numfreebuffers climbed to %d", old + 1));
549         mask = VFS_BIO_NEED_ANY;
550         if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
551                 mask |= VFS_BIO_NEED_FREE;
552         rw_rlock(&nblock);
553         for (;;) {
554                 need_wakeup = 0;
555                 on = needsbuffer;
556                 if (on == 0)
557                         break;
558                 need_wakeup = 1;
559                 if (atomic_cmpset_rel_int(&needsbuffer, on, on & ~mask))
560                         break;
561         }
562         if (need_wakeup)
563                 wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
564         rw_runlock(&nblock);
565 }
566
567 /*
568  *      bufcountsub:
569  *
570  *      Decrement the numfreebuffers count as needed.
571  */
572 static void
573 bufcountsub(struct buf *bp)
574 {
575         int old;
576
577         /*
578          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
579          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
580          * numfreebuffers.
581          */
582         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
583                 KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0,
584                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
585                 bp->b_flags &= ~B_INFREECNT;
586                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
587                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
588         }
589 }
590
591 /*
592  *      waitrunningbufspace()
593  *
594  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
595  *      running.  This routine is used in async-write situations to
596  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
597  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
598  *
599  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
600  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
601  *      caller's write has reached the device.
602  */
603 void
604 waitrunningbufspace(void)
605 {
606
607         mtx_lock(&rbreqlock);
608         while (runningbufspace > hirunningspace) {
609                 runningbufreq = 1;
610                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
611         }
612         mtx_unlock(&rbreqlock);
613 }
614
615
616 /*
617  *      vfs_buf_test_cache:
618  *
619  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
620  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
621  *      valid data.
622  */
623 static __inline
624 void
625 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
626                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
627                   vm_page_t m)
628 {
629
630         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
631         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
632                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
633                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
634                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
635         }
636 }
637
638 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
639 static __inline void
640 bd_wakeup(void)
641 {
642
643         mtx_lock(&bdlock);
644         if (bd_request == 0) {
645                 bd_request = 1;
646                 wakeup(&bd_request);
647         }
648         mtx_unlock(&bdlock);
649 }
650
651 /*
652  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
653  */
654 void
655 bd_speedup(void)
656 {
657         int needwake;
658
659         mtx_lock(&bdlock);
660         needwake = 0;
661         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
662                 needwake = 1;
663         bd_speedupreq = 1;
664         bd_request = 1;
665         if (needwake)
666                 wakeup(&bd_request);
667         mtx_unlock(&bdlock);
668 }
669
670 #ifndef NSWBUF_MIN
671 #define NSWBUF_MIN      16
672 #endif
673
674 #ifdef __i386__
675 #define TRANSIENT_DENOM 5
676 #else
677 #define TRANSIENT_DENOM 10
678 #endif
679
680 /*
681  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
682  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
683  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
684  * being reserved at this time.
685  */
686 caddr_t
687 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
688 {
689         int tuned_nbuf;
690         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
691
692         /*
693          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
694          * PAGE_SIZE is >= 1K)
695          */
696         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
697
698         /*
699          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
700          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
701          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
702          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
703          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
704          * maxbcache bytes.
705          *
706          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
707          */
708         if (nbuf == 0) {
709                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
710
711                 nbuf = 50;
712                 if (physmem_est > 4096)
713                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
714                             65536 / factor);
715                 if (physmem_est > 65536)
716                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
717                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
718
719                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
720                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
721                 tuned_nbuf = 1;
722         } else
723                 tuned_nbuf = 0;
724
725         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
726         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
727         if (nbuf > maxbuf) {
728                 if (!tuned_nbuf)
729                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
730                             maxbuf);
731                 nbuf = maxbuf;
732         }
733
734         /*
735          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
736          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
737          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
738          *
739          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
740          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
741          * maximum buffer map extent on the platform.
742          *
743          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
744          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
745          * with ample KVA space.
746          */
747         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
748                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
749                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
750                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
751                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
752                         /*
753                          * There is more KVA than memory.  Do not
754                          * adjust buffer map size, and assign the rest
755                          * of maxbuf to transient map.
756                          */
757                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
758                 } else {
759                         /*
760                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
761                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
762                          * the buffer map to the transient bio map.
763                          */
764                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
765                         buf_sz -= biotmap_sz;
766                 }
767                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
768                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
769                 else
770                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
771                 /*
772                  * Artifically limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
773                  * using the transient mapping.
774                  */
775                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
776                         bio_transient_maxcnt = 1024;
777                 if (tuned_nbuf)
778                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
779         }
780
781         /*
782          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
783          * We have no less then 16 and no more then 256.
784          */
785         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
786         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
787         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
788                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
789
790         /*
791          * Reserve space for the buffer cache buffers
792          */
793         swbuf = (void *)v;
794         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
795         buf = (void *)v;
796         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
797
798         return(v);
799 }
800
801 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
802 void
803 bufinit(void)
804 {
805         struct buf *bp;
806         int i;
807
808         CTASSERT(MAXBCACHEBUF >= MAXBSIZE);
809         mtx_init(&bqclean, "bufq clean lock", NULL, MTX_DEF);
810         mtx_init(&bqdirty, "bufq dirty lock", NULL, MTX_DEF);
811         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
812         rw_init(&nblock, "needsbuffer lock");
813         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
814         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
815
816         /* next, make a null set of free lists */
817         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
818                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
819
820         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
821         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
822                 bp = &buf[i];
823                 bzero(bp, sizeof *bp);
824                 bp->b_flags = B_INVAL | B_INFREECNT;
825                 bp->b_rcred = NOCRED;
826                 bp->b_wcred = NOCRED;
827                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
828                 bp->b_xflags = 0;
829                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
830                 BUF_LOCKINIT(bp);
831                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
832 #ifdef INVARIANTS
833                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
834 #endif
835         }
836
837         /*
838          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
839          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
840          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
841          * used by most other processes.  The differential is required to 
842          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
843          * be blocked waiting for buffer space.
844          *
845          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
846          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
847          * by the system.
848          */
849         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
850         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBCACHEBUF * 10);
851         lobufspace = hibufspace - MAXBCACHEBUF;
852
853         /*
854          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
855          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
856          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
857          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
858          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
859          * hirunningspace.
860          */
861         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBCACHEBUF),
862             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
863         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBCACHEBUF);
864
865 /*
866  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
867  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
868  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
869  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
870  * (small) directories.
871  */
872         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
873
874 /*
875  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
876  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
877  */
878         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
879         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
880         numdirtybuffers = 0;
881 /*
882  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
883  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
884  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
885  * BKVASIZE'd buffers.
886  */
887         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
888                 hidirtybuffers >>= 1;
889         }
890         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
891
892 /*
893  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
894  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
895  * emergency reserve.
896  */
897         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
898         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
899         numfreebuffers = nbuf;
900
901         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
902             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
903         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
904 }
905
906 #ifdef INVARIANTS
907 static inline void
908 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
909 {
910
911         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0,
912             ("mapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
913         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
914             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
915         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
916             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
917 }
918
919 static inline void
920 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
921 {
922
923         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == B_UNMAPPED,
924             ("unmapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
925         KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf,
926             ("unmapped buf: corrupted b_kvabase %p", bp));
927         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
928             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
929 }
930
931 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
932 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
933 #else
934 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
935 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
936 #endif
937
938 static void
939 bpmap_qenter(struct buf *bp)
940 {
941
942         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
943
944         /*
945          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
946          * bp->b_offset may be offset into the first page.
947          */
948         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
949         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
950         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
951             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
952 }
953
954 /*
955  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
956  *
957  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
958  */
959 static void
960 bfreekva(struct buf *bp)
961 {
962
963         if (bp->b_kvasize == 0)
964                 return;
965
966         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
967         atomic_subtract_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
968         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
969                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
970                 vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase,
971                     bp->b_kvasize);
972         } else {
973                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
974                 if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
975                         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvaalloc,
976                             bp->b_kvasize);
977                 }
978                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
979                 bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
980         }
981         bp->b_kvasize = 0;
982         bufspacewakeup();
983 }
984
985 /*
986  *      binsfree:
987  *
988  *      Insert the buffer into the appropriate free list.
989  */
990 static void
991 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
992 {
993         struct mtx *olock, *nlock;
994
995         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
996
997         olock = bqlock(bp->b_qindex);
998         nlock = bqlock(qindex);
999         mtx_lock(olock);
1000         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1001         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1002                 bremfreel(bp);
1003
1004         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1005                 panic("binsfree: free buffer onto another queue???");
1006
1007         bp->b_qindex = qindex;
1008         if (olock != nlock) {
1009                 mtx_unlock(olock);
1010                 mtx_lock(nlock);
1011         }
1012         if (bp->b_flags & B_AGE)
1013                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1014         else
1015                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1016 #ifdef INVARIANTS
1017         bq_len[bp->b_qindex]++;
1018 #endif
1019         mtx_unlock(nlock);
1020
1021         /*
1022          * Something we can maybe free or reuse.
1023          */
1024         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1025                 bufspacewakeup();
1026
1027         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1028                 bufcountadd(bp);
1029 }
1030
1031 /*
1032  *      bremfree:
1033  *
1034  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1035  *      
1036  */
1037 void
1038 bremfree(struct buf *bp)
1039 {
1040
1041         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1042         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1043             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1044         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1045             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1046         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1047
1048         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1049         bufcountsub(bp);
1050 }
1051
1052 /*
1053  *      bremfreef:
1054  *
1055  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1056  *      it abuses the b_freelist pointer.
1057  */
1058 void
1059 bremfreef(struct buf *bp)
1060 {
1061         struct mtx *qlock;
1062
1063         qlock = bqlock(bp->b_qindex);
1064         mtx_lock(qlock);
1065         bremfreel(bp);
1066         mtx_unlock(qlock);
1067 }
1068
1069 /*
1070  *      bremfreel:
1071  *
1072  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1073  *      correct qlock held.
1074  */
1075 static void
1076 bremfreel(struct buf *bp)
1077 {
1078
1079         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
1080             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1081         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1082             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
1083         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1084         mtx_assert(bqlock(bp->b_qindex), MA_OWNED);
1085
1086         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1087 #ifdef INVARIANTS
1088         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
1089             bp->b_qindex));
1090         bq_len[bp->b_qindex]--;
1091 #endif
1092         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1093         /*
1094          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
1095          * from the queue and return the stats are already done.
1096          */
1097         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1098                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1099                 return;
1100         }
1101         bufcountsub(bp);
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
1106  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
1107  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
1108  */
1109 void
1110 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
1111     int cnt, struct ucred * cred)
1112 {
1113         struct buf *rabp;
1114         int i;
1115
1116         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
1117                 if (inmem(vp, *rablkno))
1118                         continue;
1119                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
1120
1121                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1122                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1123                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
1124                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
1125                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
1126                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1127                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
1128                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1129                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
1130                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
1131                         BUF_KERNPROC(rabp);
1132                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
1133                         bstrategy(rabp);
1134                 } else {
1135                         brelse(rabp);
1136                 }
1137         }
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
1142  *
1143  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
1144  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
1145  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
1146  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
1147  */
1148 int
1149 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
1150     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
1151 {
1152         struct buf *bp;
1153         int rv = 0, readwait = 0;
1154
1155         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
1156         /*
1157          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
1158          */
1159         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
1160         if (bp == NULL)
1161                 return (EBUSY);
1162
1163         /* if not found in cache, do some I/O */
1164         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1165                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1166                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
1167                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
1168                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
1169                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1170                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1171                         bp->b_rcred = crhold(cred);
1172                 vfs_busy_pages(bp, 0);
1173                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1174                 bstrategy(bp);
1175                 ++readwait;
1176         }
1177
1178         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
1179
1180         if (readwait) {
1181                 rv = bufwait(bp);
1182         }
1183         return (rv);
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1188  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1189  * is invalid.
1190  *
1191  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1192  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1193  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1194  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1195  * here.
1196  */
1197 int
1198 bufwrite(struct buf *bp)
1199 {
1200         int oldflags;
1201         struct vnode *vp;
1202         long space;
1203         int vp_md;
1204
1205         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1206         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1207                 brelse(bp);
1208                 return (0);
1209         }
1210
1211         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1212                 barrierwrites++;
1213
1214         oldflags = bp->b_flags;
1215
1216         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1217
1218         if (bp->b_pin_count > 0)
1219                 bunpin_wait(bp);
1220
1221         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1222             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1223
1224         vp = bp->b_vp;
1225         if (vp)
1226                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1227         else
1228                 vp_md = 0;
1229
1230         /*
1231          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1232          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1233          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1234          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1235          */
1236         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1237         bundirty(bp);
1238
1239         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1240         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1241         bp->b_flags |= B_CACHE;
1242         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1243
1244         vfs_busy_pages(bp, 1);
1245
1246         /*
1247          * Normal bwrites pipeline writes
1248          */
1249         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1250         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1251
1252         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1253                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1254         if (oldflags & B_ASYNC)
1255                 BUF_KERNPROC(bp);
1256         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1257         bstrategy(bp);
1258
1259         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1260                 int rtval = bufwait(bp);
1261                 brelse(bp);
1262                 return (rtval);
1263         } else if (space > hirunningspace) {
1264                 /*
1265                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1266                  * system.  We will not deadlock here because
1267                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
1268                  * to complete. We do not block here if it is the update
1269                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
1270                  * to deadlock.
1271                  */
1272                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
1273                         waitrunningbufspace();
1274         }
1275
1276         return (0);
1277 }
1278
1279 void
1280 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
1281 {
1282         struct buf *nbp;
1283
1284         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
1285                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
1286                 altbufferflushes++;
1287         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
1288                 BO_LOCK(bo);
1289                 /*
1290                  * Try to find a buffer to flush.
1291                  */
1292                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
1293                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
1294                             BUF_LOCK(nbp,
1295                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
1296                                 continue;
1297                         if (bp == nbp)
1298                                 panic("bdwrite: found ourselves");
1299                         BO_UNLOCK(bo);
1300                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
1301                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
1302                                 BO_LOCK(bo);
1303                                 BUF_UNLOCK(nbp);
1304                                 continue;
1305                         }
1306                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
1307                                 vfs_bio_awrite(nbp);
1308                         } else {
1309                                 bremfree(nbp);
1310                                 bawrite(nbp);
1311                         }
1312                         dirtybufferflushes++;
1313                         break;
1314                 }
1315                 if (nbp == NULL)
1316                         BO_UNLOCK(bo);
1317         }
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1322  * anything if the buffer is marked invalid.
1323  *
1324  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1325  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1326  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1327  * out synchronously.
1328  */
1329 void
1330 bdwrite(struct buf *bp)
1331 {
1332         struct thread *td = curthread;
1333         struct vnode *vp;
1334         struct bufobj *bo;
1335
1336         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1337         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1338         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
1339             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
1340         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1341
1342         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1343                 brelse(bp);
1344                 return;
1345         }
1346
1347         /*
1348          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1349          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1350          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1351          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1352          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1353          */
1354         vp = bp->b_vp;
1355         bo = bp->b_bufobj;
1356         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1357                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1358                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1359                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1360         } else
1361                 recursiveflushes++;
1362
1363         bdirty(bp);
1364         /*
1365          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1366          * true even of NFS now.
1367          */
1368         bp->b_flags |= B_CACHE;
1369
1370         /*
1371          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1372          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1373          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1374          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1375          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1376          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1377          * the bmap then...  So, this is important to do.
1378          */
1379         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1380                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1381         }
1382
1383         /*
1384          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1385          * pages.
1386          *
1387          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1388          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1389          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1390          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1391          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1392          * or perhaps the cluster will be completed.
1393          */
1394         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1395         bqrelse(bp);
1396
1397         /*
1398          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1399          * due to the softdep code.
1400          */
1401 }
1402
1403 /*
1404  *      bdirty:
1405  *
1406  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1407  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1408  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1409  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1410  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1411  *
1412  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1413  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1414  *      should only be called if the buffer is known-good.
1415  *
1416  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1417  *      count.
1418  *
1419  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1420  */
1421 void
1422 bdirty(struct buf *bp)
1423 {
1424
1425         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1426             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1427         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1428         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1429             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1430         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1431         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1432         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1433
1434         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1435                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1436                 reassignbuf(bp);
1437                 bdirtyadd();
1438         }
1439 }
1440
1441 /*
1442  *      bundirty:
1443  *
1444  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1445  *
1446  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1447  *      count.
1448  *      
1449  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1450  */
1451
1452 void
1453 bundirty(struct buf *bp)
1454 {
1455
1456         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1457         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1458         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1459             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1460         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1461
1462         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1463                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1464                 reassignbuf(bp);
1465                 bdirtysub();
1466         }
1467         /*
1468          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1469          */
1470         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1471 }
1472
1473 /*
1474  *      bawrite:
1475  *
1476  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1477  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1478  *
1479  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1480  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1481  */
1482 void
1483 bawrite(struct buf *bp)
1484 {
1485
1486         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1487         (void) bwrite(bp);
1488 }
1489
1490 /*
1491  *      babarrierwrite:
1492  *
1493  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
1494  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
1495  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
1496  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1497  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1498  */
1499 void
1500 babarrierwrite(struct buf *bp)
1501 {
1502
1503         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
1504         (void) bwrite(bp);
1505 }
1506
1507 /*
1508  *      bbarrierwrite:
1509  *
1510  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
1511  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
1512  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
1513  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1514  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1515  */
1516 int
1517 bbarrierwrite(struct buf *bp)
1518 {
1519
1520         bp->b_flags |= B_BARRIER;
1521         return (bwrite(bp));
1522 }
1523
1524 /*
1525  *      bwillwrite:
1526  *
1527  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1528  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1529  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1530  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1531  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1532  */
1533 void
1534 bwillwrite(void)
1535 {
1536
1537         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1538                 mtx_lock(&bdirtylock);
1539                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1540                         bdirtywait = 1;
1541                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
1542                             "flswai", 0);
1543                 }
1544                 mtx_unlock(&bdirtylock);
1545         }
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Return true if we have too many dirty buffers.
1550  */
1551 int
1552 buf_dirty_count_severe(void)
1553 {
1554
1555         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1556 }
1557
1558 static __noinline int
1559 buf_vm_page_count_severe(void)
1560 {
1561
1562         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, buf_pressure, return 1);
1563
1564         return vm_page_count_severe();
1565 }
1566
1567 /*
1568  *      brelse:
1569  *
1570  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1571  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1572  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1573  */
1574 void
1575 brelse(struct buf *bp)
1576 {
1577         int qindex;
1578
1579         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1580             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1581         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1582             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1583
1584         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1585                 /*
1586                  * Do not process, in particular, do not handle the
1587                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
1588                  */
1589                 BUF_UNLOCK(bp);
1590                 return;
1591         }
1592
1593         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1594                 bqrelse(bp);
1595                 return;
1596         }
1597
1598         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1599             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1600                 /*
1601                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1602                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1603                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1604                  * is futile.
1605                  */
1606                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1607                 bdirty(bp);
1608         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1609             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1610                 /*
1611                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1612                  * cache the buffer.
1613                  */
1614                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1615                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1616                         buf_deallocate(bp);
1617                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1618                         bdirtysub();
1619                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1620                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1621                         if (bp->b_bufsize)
1622                                 allocbuf(bp, 0);
1623                         if (bp->b_vp)
1624                                 brelvp(bp);
1625                 }
1626         }
1627
1628         /*
1629          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1630          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1631          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1632          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1633          * 
1634          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1635          * if B_DELWRI is set.
1636          *
1637          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1638          * on pages to return pages to the VM page queues.
1639          */
1640         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1641                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1642         else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1643                 /*
1644                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
1645                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
1646                  */
1647                 if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1648                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1649         }
1650
1651         /*
1652          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1653          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1654          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1655          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1656          *
1657          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1658          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1659          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1660          *
1661          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1662          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1663          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1664          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1665          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1666          * background write.
1667          */
1668         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1669             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1670                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1671                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1672                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1673             ) {
1674
1675                 int i, j, resid;
1676                 vm_page_t m;
1677                 off_t foff;
1678                 vm_pindex_t poff;
1679                 vm_object_t obj;
1680
1681                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1682
1683                 /*
1684                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1685                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1686                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1687                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1688                  *
1689                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1690                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1691                  * m->dirty, etc...). 
1692                  *
1693                  * See man buf(9) for more information
1694                  */
1695                 resid = bp->b_bufsize;
1696                 foff = bp->b_offset;
1697                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1698                         int had_bogus = 0;
1699
1700                         m = bp->b_pages[i];
1701
1702                         /*
1703                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1704                          * now.
1705                          */
1706                         if (m == bogus_page) {
1707                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1708                                 had_bogus = 1;
1709
1710                                 VM_OBJECT_RLOCK(obj);
1711                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1712                                         vm_page_t mtmp;
1713                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1714                                         if (mtmp == bogus_page) {
1715                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1716                                                 if (!mtmp) {
1717                                                         panic("brelse: page missing\n");
1718                                                 }
1719                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1720                                         }
1721                                 }
1722                                 VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
1723
1724                                 if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_UNMAPPED)) == 0) {
1725                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1726                                         pmap_qenter(
1727                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1728                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1729                                 }
1730                                 m = bp->b_pages[i];
1731                         }
1732                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1733                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR &&
1734                              bp->b_iocmd == BIO_READ)) {
1735                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1736                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1737                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1738
1739                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1740                                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1741                                 while (vm_page_xbusied(m)) {
1742                                         vm_page_lock(m);
1743                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1744                                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh");
1745                                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1746                                 }
1747                                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
1748                                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1749                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1750                                 if (had_bogus)
1751                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1752                         }
1753                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1754                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1755                 }
1756                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1757                         vfs_vmio_release(bp);
1758
1759         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1760
1761                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1762                         vfs_vmio_release(bp);
1763                 }
1764
1765         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1766                 if (bp->b_bufsize != 0)
1767                         allocbuf(bp, 0);
1768                 if (bp->b_vp != NULL)
1769                         brelvp(bp);
1770         }
1771                         
1772         /*
1773          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1774          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1775          * doesn't find it.
1776          */
1777         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1778             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1779                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1780         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1781                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1782                         bundirty(bp);
1783                 if (bp->b_vp)
1784                         brelvp(bp);
1785         }
1786
1787         /* buffers with no memory */
1788         if (bp->b_bufsize == 0) {
1789                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1790                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1791                         panic("losing buffer 1");
1792                 if (bp->b_kvasize)
1793                         qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1794                 else
1795                         qindex = QUEUE_EMPTY;
1796                 bp->b_flags |= B_AGE;
1797         /* buffers with junk contents */
1798         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1799             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1800                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1801                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1802                         panic("losing buffer 2");
1803                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1804                 bp->b_flags |= B_AGE;
1805         /* remaining buffers */
1806         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1807                 qindex = QUEUE_DIRTY;
1808         else
1809                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1810
1811         binsfree(bp, qindex);
1812
1813         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1814         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1815                 panic("brelse: not dirty");
1816         /* unlock */
1817         BUF_UNLOCK(bp);
1818 }
1819
1820 /*
1821  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1822  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1823  *
1824  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1825  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1826  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1827  * again soon.
1828  *
1829  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1830  */
1831 void
1832 bqrelse(struct buf *bp)
1833 {
1834         int qindex;
1835
1836         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1837         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1838             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1839
1840         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1841                 /* do not release to free list */
1842                 BUF_UNLOCK(bp);
1843                 return;
1844         }
1845         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1846
1847         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1848                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1849                         bremfreef(bp);
1850                 goto out;
1851         }
1852
1853         /* buffers with stale but valid contents */
1854         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1855                 qindex = QUEUE_DIRTY;
1856         } else {
1857                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
1858                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1859                         panic("bqrelse: not dirty");
1860                 /*
1861                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
1862                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
1863                  */
1864                 if (buf_vm_page_count_severe() &&
1865                     (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) == 0) {
1866                         /*
1867                          * We are too low on memory, we have to try to free
1868                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1869                          * making up its backing store) *now*.
1870                          */
1871                         brelse(bp);
1872                         return;
1873                 }
1874                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1875         }
1876         binsfree(bp, qindex);
1877
1878 out:
1879         /* unlock */
1880         BUF_UNLOCK(bp);
1881 }
1882
1883 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1884 static void
1885 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1886 {
1887         vm_object_t obj;
1888         vm_page_t m;
1889         int i;
1890
1891         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
1892                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1893                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
1894         } else
1895                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1896         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1897         if (obj != NULL)
1898                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1899         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1900                 m = bp->b_pages[i];
1901                 bp->b_pages[i] = NULL;
1902                 /*
1903                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1904                  * everything on the inactive queue.
1905                  */
1906                 vm_page_lock(m);
1907                 vm_page_unwire(m, PQ_INACTIVE);
1908
1909                 /*
1910                  * Might as well free the page if we can and it has
1911                  * no valid data.  We also free the page if the
1912                  * buffer was used for direct I/O
1913                  */
1914                 if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid) {
1915                         if (m->wire_count == 0 && !vm_page_busied(m))
1916                                 vm_page_free(m);
1917                 } else if (bp->b_flags & B_DIRECT)
1918                         vm_page_try_to_free(m);
1919                 else if (buf_vm_page_count_severe())
1920                         vm_page_try_to_cache(m);
1921                 vm_page_unlock(m);
1922         }
1923         if (obj != NULL)
1924                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1925         
1926         if (bp->b_bufsize) {
1927                 bufspacewakeup();
1928                 bp->b_bufsize = 0;
1929         }
1930         bp->b_npages = 0;
1931         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1932         if (bp->b_vp)
1933                 brelvp(bp);
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1938  * write.
1939  */
1940 static int
1941 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1942 {
1943         struct buf *bpa;
1944         int match;
1945
1946         match = 0;
1947
1948         /* If the buf isn't in core skip it */
1949         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1950                 return (0);
1951
1952         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1953         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1954                 return (0);
1955
1956         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1957         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1958             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1959                 goto done;
1960
1961         if (bpa->b_bufsize != size)
1962                 goto done;
1963
1964         /*
1965          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1966          * block has been mapped.
1967          */
1968         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1969                 match = 1;
1970 done:
1971         BUF_UNLOCK(bpa);
1972         return (match);
1973 }
1974
1975 /*
1976  *      vfs_bio_awrite:
1977  *
1978  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1979  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1980  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1981  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1982  */
1983 int
1984 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1985 {
1986         struct bufobj *bo;
1987         int i;
1988         int j;
1989         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1990         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1991         int ncl;
1992         int nwritten;
1993         int size;
1994         int maxcl;
1995         int gbflags;
1996
1997         bo = &vp->v_bufobj;
1998         gbflags = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
1999         /*
2000          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
2001          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
2002          * rather then at the beginning.
2003          */
2004         if ((vp->v_type == VREG) && 
2005             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
2006             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
2007
2008                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2009                 maxcl = MAXPHYS / size;
2010
2011                 BO_RLOCK(bo);
2012                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
2013                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
2014                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2015                                 break;
2016
2017                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
2018                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
2019                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2020                                 break;
2021                 BO_RUNLOCK(bo);
2022                 --j;
2023                 ncl = i + j;
2024                 /*
2025                  * this is a possible cluster write
2026                  */
2027                 if (ncl != 1) {
2028                         BUF_UNLOCK(bp);
2029                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
2030                             gbflags);
2031                         return (nwritten);
2032                 }
2033         }
2034         bremfree(bp);
2035         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2036         /*
2037          * default (old) behavior, writing out only one block
2038          *
2039          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
2040          */
2041         nwritten = bp->b_bufsize;
2042         (void) bwrite(bp);
2043
2044         return (nwritten);
2045 }
2046
2047 static void
2048 setbufkva(struct buf *bp, vm_offset_t addr, int maxsize, int gbflags)
2049 {
2050
2051         KASSERT((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
2052             bp->b_kvasize == 0, ("call bfreekva(%p)", bp));
2053         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
2054                 bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2055         } else if ((gbflags & GB_KVAALLOC) != 0) {
2056                 KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0,
2057                     ("GB_KVAALLOC without GB_UNMAPPED"));
2058                 bp->b_kvaalloc = (caddr_t)addr;
2059                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2060                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2061         }
2062         bp->b_kvasize = maxsize;
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Allocate the buffer KVA and set b_kvasize. Also set b_kvabase if
2067  * needed.
2068  */
2069 static int
2070 allocbufkva(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2071 {
2072         vm_offset_t addr;
2073
2074         bfreekva(bp);
2075         addr = 0;
2076
2077         if (vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr)) {
2078                 /*
2079                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2080                  * to defragment the map.
2081                  */
2082                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
2083                 return (1);
2084         }
2085         setbufkva(bp, addr, maxsize, gbflags);
2086         atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2087         return (0);
2088 }
2089
2090 /*
2091  * Ask the bufdaemon for help, or act as bufdaemon itself, when a
2092  * locked vnode is supplied.
2093  */
2094 static void
2095 getnewbuf_bufd_help(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo,
2096     int defrag)
2097 {
2098         struct thread *td;
2099         char *waitmsg;
2100         int error, fl, flags, norunbuf;
2101
2102         mtx_assert(&bqclean, MA_OWNED);
2103
2104         if (defrag) {
2105                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2106                 waitmsg = "nbufkv";
2107         } else if (bufspace >= hibufspace) {
2108                 waitmsg = "nbufbs";
2109                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2110         } else {
2111                 waitmsg = "newbuf";
2112                 flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2113         }
2114         atomic_set_int(&needsbuffer, flags);
2115         mtx_unlock(&bqclean);
2116
2117         bd_speedup();   /* heeeelp */
2118         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
2119                 return;
2120
2121         td = curthread;
2122         rw_wlock(&nblock);
2123         while ((needsbuffer & flags) != 0) {
2124                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
2125                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2126                         rw_wunlock(&nblock);
2127                         /*
2128                          * getblk() is called with a vnode locked, and
2129                          * some majority of the dirty buffers may as
2130                          * well belong to the vnode.  Flushing the
2131                          * buffers there would make a progress that
2132                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
2133                          * cannot lock the vnode.
2134                          */
2135                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2136                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2137
2138                         /*
2139                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
2140                          * may be called while the thread owns lock
2141                          * for another dirty buffer for the same
2142                          * vnode, which makes it impossible to use
2143                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
2144                          * recursion.
2145                          */
2146                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2147                         fl = buf_flush(vp, flushbufqtarget);
2148                         td->td_pflags &= norunbuf;
2149                         rw_wlock(&nblock);
2150                         if (fl != 0)
2151                                 continue;
2152                         if ((needsbuffer & flags) == 0)
2153                                 break;
2154                 }
2155                 error = rw_sleep(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer), &nblock,
2156                     (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo);
2157                 if (error != 0)
2158                         break;
2159         }
2160         rw_wunlock(&nblock);
2161 }
2162
2163 static void
2164 getnewbuf_reuse_bp(struct buf *bp, int qindex)
2165 {
2166
2167         CTR6(KTR_BUF, "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
2168             "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
2169              bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
2170         mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2171
2172         /*
2173          * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2174          * buffers.
2175          */
2176         KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2177             ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2178
2179         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
2180                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2181                         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
2182                         vfs_vmio_release(bp);
2183                 }
2184                 if (bp->b_vp != NULL)
2185                         brelvp(bp);
2186         }
2187
2188         /*
2189          * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still valid
2190          * after this operation.
2191          */
2192
2193         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
2194                 crfree(bp->b_rcred);
2195                 bp->b_rcred = NOCRED;
2196         }
2197         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
2198                 crfree(bp->b_wcred);
2199                 bp->b_wcred = NOCRED;
2200         }
2201         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2202                 buf_deallocate(bp);
2203         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2204                 panic("losing buffer 3");
2205         KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
2206             bp, bp->b_vp, qindex));
2207         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
2208             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
2209
2210         if (bp->b_bufsize)
2211                 allocbuf(bp, 0);
2212
2213         bp->b_flags &= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2214         bp->b_ioflags = 0;
2215         bp->b_xflags = 0;
2216         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
2217             ("buf %p still counted as free?", bp));
2218         bp->b_vflags = 0;
2219         bp->b_vp = NULL;
2220         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
2221         bp->b_offset = NOOFFSET;
2222         bp->b_iodone = 0;
2223         bp->b_error = 0;
2224         bp->b_resid = 0;
2225         bp->b_bcount = 0;
2226         bp->b_npages = 0;
2227         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2228         bp->b_bufobj = NULL;
2229         bp->b_pin_count = 0;
2230         bp->b_fsprivate1 = NULL;
2231         bp->b_fsprivate2 = NULL;
2232         bp->b_fsprivate3 = NULL;
2233
2234         LIST_INIT(&bp->b_dep);
2235 }
2236
2237 static int flushingbufs;
2238
2239 static struct buf *
2240 getnewbuf_scan(int maxsize, int defrag, int unmapped, int metadata)
2241 {
2242         struct buf *bp, *nbp;
2243         int nqindex, qindex, pass;
2244
2245         KASSERT(!unmapped || !defrag, ("both unmapped and defrag"));
2246
2247         pass = 1;
2248 restart:
2249         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
2250
2251         /*
2252          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
2253          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
2254          * that if we are specially marked process, we are allowed to
2255          * dip into our reserves.
2256          *
2257          * The scanning sequence is nominally: EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
2258          * for the allocation of the mapped buffer.  For unmapped, the
2259          * easiest is to start with EMPTY outright.
2260          *
2261          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
2262          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
2263          * where we cannot backup.
2264          */
2265         nbp = NULL;
2266         mtx_lock(&bqclean);
2267         if (!defrag && unmapped) {
2268                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2269                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2270         }
2271         if (nbp == NULL) {
2272                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2273                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2274         }
2275
2276         /*
2277          * If no EMPTYKVA buffers and we are either defragging or
2278          * reusing, locate a CLEAN buffer to free or reuse.  If
2279          * bufspace useage is low skip this step so we can allocate a
2280          * new buffer.
2281          */
2282         if (nbp == NULL && (defrag || bufspace >= lobufspace)) {
2283                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2284                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2285         }
2286
2287         /*
2288          * If we could not find or were not allowed to reuse a CLEAN
2289          * buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY buffer.
2290          * We can only use an EMPTY buffer if allocating its KVA would
2291          * not otherwise run us out of buffer space.  No KVA is needed
2292          * for the unmapped allocation.
2293          */
2294         if (nbp == NULL && defrag == 0 && (bufspace + maxsize < hibufspace ||
2295             metadata)) {
2296                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2297                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2298         }
2299
2300         /*
2301          * All available buffers might be clean, retry ignoring the
2302          * lobufspace as the last resort.
2303          */
2304         if (nbp == NULL && !TAILQ_EMPTY(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])) {
2305                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2306                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2307         }
2308
2309         /*
2310          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
2311          * depending.
2312          */
2313         while ((bp = nbp) != NULL) {
2314                 qindex = nqindex;
2315
2316                 /*
2317                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
2318                  * block or do other fancy things).
2319                  */
2320                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
2321                         switch (qindex) {
2322                         case QUEUE_EMPTY:
2323                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2324                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2325                                 if (nbp != NULL)
2326                                         break;
2327                                 /* FALLTHROUGH */
2328                         case QUEUE_EMPTYKVA:
2329                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2330                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2331                                 if (nbp != NULL)
2332                                         break;
2333                                 /* FALLTHROUGH */
2334                         case QUEUE_CLEAN:
2335                                 if (metadata && pass == 1) {
2336                                         pass = 2;
2337                                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
2338                                         nbp = TAILQ_FIRST(
2339                                             &bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2340                                 }
2341                                 /*
2342                                  * nbp is NULL. 
2343                                  */
2344                                 break;
2345                         }
2346                 }
2347                 /*
2348                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2349                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
2350                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
2351                  * should also be non-zero at this point.  XXX
2352                  */
2353                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
2354                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
2355                         continue;
2356                 }
2357
2358                 /*
2359                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2360                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
2361                  */
2362                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2363                         continue;
2364                 /*
2365                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2366                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2367                  */
2368                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
2369                         BUF_UNLOCK(bp);
2370                         continue;
2371                 }
2372
2373                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
2374                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2375
2376                 bremfreel(bp);
2377                 mtx_unlock(&bqclean);
2378                 /*
2379                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2380                  * the scan from this point on.
2381                  */
2382
2383                 getnewbuf_reuse_bp(bp, qindex);
2384                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2385
2386                 /*
2387                  * If we are defragging then free the buffer.
2388                  */
2389                 if (defrag) {
2390                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2391                         bfreekva(bp);
2392                         brelse(bp);
2393                         defrag = 0;
2394                         goto restart;
2395                 }
2396
2397                 /*
2398                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2399                  * identity change by freeing the buffer.
2400                  */
2401                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2402                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2403                         bfreekva(bp);
2404                         brelse(bp);
2405                         goto restart;
2406                 }
2407
2408                 if (metadata)
2409                         break;
2410
2411                 /*
2412                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2413                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2414                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2415                  */
2416                 if (bufspace >= hibufspace)
2417                         flushingbufs = 1;
2418                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2419                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2420                         bfreekva(bp);
2421                         brelse(bp);
2422                         goto restart;
2423                 }
2424                 if (bufspace < lobufspace)
2425                         flushingbufs = 0;
2426                 break;
2427         }
2428         return (bp);
2429 }
2430
2431 /*
2432  *      getnewbuf:
2433  *
2434  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2435  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2436  *
2437  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
2438  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
2439  *
2440  *      We block if:
2441  *              We have insufficient buffer headers
2442  *              We have insufficient buffer space
2443  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
2444  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2445  */
2446 static struct buf *
2447 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
2448     int gbflags)
2449 {
2450         struct buf *bp;
2451         int defrag, metadata;
2452
2453         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2454             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2455         if (!unmapped_buf_allowed)
2456                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2457
2458         defrag = 0;
2459         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2460             vp->v_type == VCHR)
2461                 metadata = 1;
2462         else
2463                 metadata = 0;
2464         /*
2465          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
2466          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
2467          * low-memory situations by proactively returning memory and running
2468          * async I/O rather then sync I/O.
2469          */
2470         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2471         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
2472 restart:
2473         bp = getnewbuf_scan(maxsize, defrag, (gbflags & (GB_UNMAPPED |
2474             GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED, metadata);
2475         if (bp != NULL)
2476                 defrag = 0;
2477
2478         /*
2479          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2480          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2481          *
2482          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2483          */
2484         if (bp == NULL) {
2485                 mtx_assert(&bqclean, MA_OWNED);
2486                 getnewbuf_bufd_help(vp, gbflags, slpflag, slptimeo, defrag);
2487                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2488         } else if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED) {
2489                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2490
2491                 bfreekva(bp);
2492                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
2493                 bp->b_kvabase = bp->b_data = unmapped_buf;
2494                 bp->b_kvasize = maxsize;
2495                 atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2496                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2497                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2498         } else {
2499                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2500
2501                 /*
2502                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2503                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2504                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2505                  * BKVASIZE chunks.
2506                  */
2507                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2508
2509                 if (maxsize != bp->b_kvasize || (bp->b_flags & (B_UNMAPPED |
2510                     B_KVAALLOC)) == B_UNMAPPED) {
2511                         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
2512                                 defrag = 1;
2513                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2514                                 brelse(bp);
2515                                 goto restart;
2516                         }
2517                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2518                 } else if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0 &&
2519                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == 0) {
2520                         /*
2521                          * If the reused buffer has KVA allocated,
2522                          * reassign b_kvaalloc to b_kvabase.
2523                          */
2524                         bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
2525                         bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
2526                         atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace,
2527                             bp->b_kvasize);
2528                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2529                 } else if ((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
2530                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == (GB_UNMAPPED |
2531                     GB_KVAALLOC)) {
2532                         /*
2533                          * The case of reused buffer already have KVA
2534                          * mapped, but the request is for unmapped
2535                          * buffer with KVA allocated.
2536                          */
2537                         bp->b_kvaalloc = bp->b_kvabase;
2538                         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2539                         bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2540                         atomic_add_long(&unmapped_bufspace,
2541                             bp->b_kvasize);
2542                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2543                 }
2544                 if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
2545                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2546                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2547                         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
2548                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2549                 }
2550         }
2551         return (bp);
2552 }
2553
2554 /*
2555  *      buf_daemon:
2556  *
2557  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2558  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2559  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2560  */
2561
2562 static struct kproc_desc buf_kp = {
2563         "bufdaemon",
2564         buf_daemon,
2565         &bufdaemonproc
2566 };
2567 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2568
2569 static int
2570 buf_flush(struct vnode *vp, int target)
2571 {
2572         int flushed;
2573
2574         flushed = flushbufqueues(vp, target, 0);
2575         if (flushed == 0) {
2576                 /*
2577                  * Could not find any buffers without rollback
2578                  * dependencies, so just write the first one
2579                  * in the hopes of eventually making progress.
2580                  */
2581                 if (vp != NULL && target > 2)
2582                         target /= 2;
2583                 flushbufqueues(vp, target, 1);
2584         }
2585         return (flushed);
2586 }
2587
2588 static void
2589 buf_daemon()
2590 {
2591         int lodirty;
2592
2593         /*
2594          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2595          */
2596         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2597             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2598
2599         /*
2600          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2601          */
2602         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2603         mtx_lock(&bdlock);
2604         for (;;) {
2605                 bd_request = 0;
2606                 mtx_unlock(&bdlock);
2607
2608                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2609                 lodirty = lodirtybuffers;
2610                 if (bd_speedupreq) {
2611                         lodirty = numdirtybuffers / 2;
2612                         bd_speedupreq = 0;
2613                 }
2614                 /*
2615                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2616                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2617                  * the I/O system.
2618                  */
2619                 while (numdirtybuffers > lodirty) {
2620                         if (buf_flush(NULL, numdirtybuffers - lodirty) == 0)
2621                                 break;
2622                         kern_yield(PRI_USER);
2623                 }
2624
2625                 /*
2626                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2627                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2628                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2629                  * built up, within reason.
2630                  *
2631                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2632                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
2633                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
2634                  */
2635                 mtx_lock(&bdlock);
2636                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2637                         /*
2638                          * We reached our low water mark, reset the
2639                          * request and sleep until we are needed again.
2640                          * The sleep is just so the suspend code works.
2641                          */
2642                         bd_request = 0;
2643                         /*
2644                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
2645                          * changed via sysctl and the explicit transition
2646                          * out of shortfall was missed.
2647                          */
2648                         bdirtywakeup();
2649                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
2650                                 runningwakeup();
2651                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2652                 } else {
2653                         /*
2654                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2655                          * still have too many dirty buffers, we
2656                          * have to sleep and try again.  (rare)
2657                          */
2658                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2659                 }
2660         }
2661 }
2662
2663 /*
2664  *      flushbufqueues:
2665  *
2666  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2667  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2668  *      particularly sensitive to.
2669  */
2670 static int flushwithdeps = 0;
2671 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2672     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2673
2674 static int
2675 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int target, int flushdeps)
2676 {
2677         struct buf *sentinel;
2678         struct vnode *vp;
2679         struct mount *mp;
2680         struct buf *bp;
2681         int hasdeps;
2682         int flushed;
2683         int queue;
2684         int error;
2685         bool unlock;
2686
2687         flushed = 0;
2688         queue = QUEUE_DIRTY;
2689         bp = NULL;
2690         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2691         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2692         mtx_lock(&bqdirty);
2693         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2694         mtx_unlock(&bqdirty);
2695         while (flushed != target) {
2696                 maybe_yield();
2697                 mtx_lock(&bqdirty);
2698                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2699                 if (bp != NULL) {
2700                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2701                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2702                             b_freelist);
2703                 } else {
2704                         mtx_unlock(&bqdirty);
2705                         break;
2706                 }
2707                 /*
2708                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2709                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2710                  *
2711                  * Only flush the buffers that belong to the
2712                  * vnode locked by the curthread.
2713                  */
2714                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
2715                     bp->b_vp != lvp)) {
2716                         mtx_unlock(&bqdirty);
2717                         continue;
2718                 }
2719                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
2720                 mtx_unlock(&bqdirty);
2721                 if (error != 0)
2722                         continue;
2723                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2724                         BUF_UNLOCK(bp);
2725                         continue;
2726                 }
2727                 /*
2728                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2729                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2730                  */
2731                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2732                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2733                         BUF_UNLOCK(bp);
2734                         continue;
2735                 }
2736                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2737                         bremfreef(bp);
2738                         brelse(bp);
2739                         flushed++;
2740                         continue;
2741                 }
2742
2743                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2744                         if (flushdeps == 0) {
2745                                 BUF_UNLOCK(bp);
2746                                 continue;
2747                         }
2748                         hasdeps = 1;
2749                 } else
2750                         hasdeps = 0;
2751                 /*
2752                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2753                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2754                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2755                  * system.
2756                  *
2757                  * The lock order here is the reverse of the normal
2758                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2759                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2760                  */
2761                 vp = bp->b_vp;
2762                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2763                         BUF_UNLOCK(bp);
2764                         continue;
2765                 }
2766                 if (lvp == NULL) {
2767                         unlock = true;
2768                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
2769                 } else {
2770                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
2771                         unlock = false;
2772                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
2773                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
2774                 }
2775                 if (error == 0) {
2776                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2777                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2778                         if (curproc == bufdaemonproc) {
2779                                 vfs_bio_awrite(bp);
2780                         } else {
2781                                 bremfree(bp);
2782                                 bwrite(bp);
2783                                 notbufdflushes++;
2784                         }
2785                         vn_finished_write(mp);
2786                         if (unlock)
2787                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
2788                         flushwithdeps += hasdeps;
2789                         flushed++;
2790
2791                         /*
2792                          * Sleeping on runningbufspace while holding
2793                          * vnode lock leads to deadlock.
2794                          */
2795                         if (curproc == bufdaemonproc &&
2796                             runningbufspace > hirunningspace)
2797                                 waitrunningbufspace();
2798                         continue;
2799                 }
2800                 vn_finished_write(mp);
2801                 BUF_UNLOCK(bp);
2802         }
2803         mtx_lock(&bqdirty);
2804         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2805         mtx_unlock(&bqdirty);
2806         free(sentinel, M_TEMP);
2807         return (flushed);
2808 }
2809
2810 /*
2811  * Check to see if a block is currently memory resident.
2812  */
2813 struct buf *
2814 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2815 {
2816         struct buf *bp;
2817
2818         BO_RLOCK(bo);
2819         bp = gbincore(bo, blkno);
2820         BO_RUNLOCK(bo);
2821         return (bp);
2822 }
2823
2824 /*
2825  * Returns true if no I/O is needed to access the
2826  * associated VM object.  This is like incore except
2827  * it also hunts around in the VM system for the data.
2828  */
2829
2830 static int
2831 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2832 {
2833         vm_object_t obj;
2834         vm_offset_t toff, tinc, size;
2835         vm_page_t m;
2836         vm_ooffset_t off;
2837
2838         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2839
2840         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2841                 return 1;
2842         if (vp->v_mount == NULL)
2843                 return 0;
2844         obj = vp->v_object;
2845         if (obj == NULL)
2846                 return (0);
2847
2848         size = PAGE_SIZE;
2849         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2850                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2851         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2852
2853         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
2854         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2855                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2856                 if (!m)
2857                         goto notinmem;
2858                 tinc = size;
2859                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2860                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2861                 if (vm_page_is_valid(m,
2862                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2863                         goto notinmem;
2864         }
2865         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
2866         return 1;
2867
2868 notinmem:
2869         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
2870         return (0);
2871 }
2872
2873 /*
2874  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2875  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
2876  * to the size of the buffer.
2877  *
2878  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2879  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2880  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2881  *
2882  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2883  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2884  */
2885 static void
2886 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
2887 {
2888         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
2889         vm_page_t m;
2890         int i;
2891
2892         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2893                 return;
2894
2895         foff = bp->b_offset;
2896         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2897             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
2898
2899         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2900         vfs_drain_busy_pages(bp);
2901         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2902         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2903                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2904                 eoff = noff;
2905                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2906                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2907                 m = bp->b_pages[i];
2908                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
2909                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2910                 foff = noff;
2911         }
2912         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2913 }
2914
2915 static void
2916 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2917 {
2918         vm_object_t object;
2919         int i;
2920
2921         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2922         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2923
2924         /*
2925          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2926          * object has been flushed yet.
2927          */
2928         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
2929                 vm_offset_t boffset;
2930                 vm_offset_t eoffset;
2931
2932                 /*
2933                  * test the pages to see if they have been modified directly
2934                  * by users through the VM system.
2935                  */
2936                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2937                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2938
2939                 /*
2940                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2941                  * (eoffset - boffset) bytes.
2942                  */
2943
2944                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2945                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2946                                 break;
2947                 }
2948                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2949
2950                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2951                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2952                                 break;
2953                         }
2954                 }
2955                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2956
2957                 /*
2958                  * Fit it to the buffer.
2959                  */
2960
2961                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2962                         eoffset = bp->b_bcount;
2963
2964                 /*
2965                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2966                  * dirty range.
2967                  */
2968
2969                 if (boffset < eoffset) {
2970                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2971                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2972                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2973                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2974                 }
2975         }
2976 }
2977
2978 /*
2979  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer. It handles the
2980  * cases of both B_UNMAPPED buffer, and buffer with the preallocated
2981  * KVA which is not mapped (B_KVAALLOC).
2982  */
2983 static void
2984 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
2985 {
2986         struct buf *scratch_bp;
2987         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
2988         off_t offset;
2989
2990         need_mapping = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 &&
2991             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
2992         need_kva = (bp->b_flags & (B_KVAALLOC | B_UNMAPPED)) == B_UNMAPPED &&
2993             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
2994         if (!need_mapping && !need_kva)
2995                 return;
2996
2997         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2998
2999         if (need_mapping && (bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
3000                 /*
3001                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3002                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3003                  * allocated space.
3004                  */
3005                 bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
3006                 KASSERT(bp->b_kvaalloc != 0, ("kvaalloc == 0"));
3007                 bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
3008                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
3009                 goto has_addr;
3010         }
3011
3012         /*
3013          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3014          * if the buffer was mapped.
3015          */
3016         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3017         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3018         offset = blkno * bsize;
3019         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3020         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3021
3022 mapping_loop:
3023         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
3024                 /*
3025                  * Request defragmentation. getnewbuf() returns us the
3026                  * allocated space by the scratch buffer KVA.
3027                  */
3028                 scratch_bp = getnewbuf(bp->b_vp, 0, 0, size, maxsize, gbflags |
3029                     (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC));
3030                 if (scratch_bp == NULL) {
3031                         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3032                                 /*
3033                                  * XXXKIB: defragmentation cannot
3034                                  * succeed, not sure what else to do.
3035                                  */
3036                                 panic("GB_NOWAIT_BD and B_UNMAPPED %p", bp);
3037                         }
3038                         atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
3039                         goto mapping_loop;
3040                 }
3041                 KASSERT((scratch_bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0,
3042                     ("scratch bp !B_KVAALLOC %p", scratch_bp));
3043                 setbufkva(bp, (vm_offset_t)scratch_bp->b_kvaalloc,
3044                     scratch_bp->b_kvasize, gbflags);
3045
3046                 /* Get rid of the scratch buffer. */
3047                 scratch_bp->b_kvasize = 0;
3048                 scratch_bp->b_flags |= B_INVAL;
3049                 scratch_bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
3050                 brelse(scratch_bp);
3051         }
3052         if (!need_mapping)
3053                 return;
3054
3055 has_addr:
3056         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
3057         bp->b_data = bp->b_saveaddr; /* b_offset is handled by bpmap_qenter */
3058         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
3059         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3060         bpmap_qenter(bp);
3061 }
3062
3063 /*
3064  *      getblk:
3065  *
3066  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3067  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3068  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3069  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3070  *      READ.
3071  *
3072  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3073  *      an existing buffer.
3074  *
3075  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3076  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3077  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3078  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3079  *
3080  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3081  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3082  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3083  *      backing VM.
3084  *
3085  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3086  *      B_CACHE bit is clear.
3087  *      
3088  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3089  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3090  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3091  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3092  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3093  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3094  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3095  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
3096  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3097  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3098  */
3099 struct buf *
3100 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3101     int flags)
3102 {
3103         struct buf *bp;
3104         struct bufobj *bo;
3105         int bsize, error, maxsize, vmio;
3106         off_t offset;
3107
3108         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3109         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3110             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3111         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3112         if (size > MAXBCACHEBUF)
3113                 panic("getblk: size(%d) > MAXBCACHEBUF(%d)\n", size,
3114                     MAXBCACHEBUF);
3115         if (!unmapped_buf_allowed)
3116                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3117
3118         bo = &vp->v_bufobj;
3119 loop:
3120         BO_RLOCK(bo);
3121         bp = gbincore(bo, blkno);
3122         if (bp != NULL) {
3123                 int lockflags;
3124                 /*
3125                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3126                  * it must be on a queue.
3127                  */
3128                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3129
3130                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3131                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3132
3133                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3134                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3135
3136                 /*
3137                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3138                  * the buffer changed identities.
3139                  */
3140                 if (error == ENOLCK)
3141                         goto loop;
3142                 /* We timed out or were interrupted. */
3143                 else if (error)
3144                         return (NULL);
3145                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3146                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3147                         goto end;
3148
3149                 /*
3150                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3151                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3152                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3153                  * backing VM cache.
3154                  */
3155                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3156                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3157                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3158                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3159                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3160                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3161                 else
3162                         bremfree(bp);
3163
3164                 /*
3165                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3166                  */
3167                 if (bp->b_bcount != size) {
3168                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3169                             (size > bp->b_kvasize)) {
3170                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3171                                         /*
3172                                          * If buffer is pinned and caller does
3173                                          * not want sleep  waiting for it to be
3174                                          * unpinned, bail out
3175                                          * */
3176                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
3177                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
3178                                                         bqrelse(bp);
3179                                                         return (NULL);
3180                                                 } else {
3181                                                         bunpin_wait(bp);
3182                                                 }
3183                                         }
3184                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3185                                         bwrite(bp);
3186                                 } else {
3187                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3188                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3189                                                 brelse(bp);
3190                                         } else {
3191                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3192                                                 bwrite(bp);
3193                                         }
3194                                 }
3195                                 goto loop;
3196                         }
3197                 }
3198
3199                 /*
3200                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3201                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3202                  * reservation is requested.
3203                  */
3204                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3205
3206                 /*
3207                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
3208                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3209                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3210                  * unchanged from its previous state.
3211                  */
3212                 if (bp->b_bcount != size)
3213                         allocbuf(bp, size);
3214
3215                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3216                     ("getblk: no buffer offset"));
3217
3218                 /*
3219                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3220                  * be committed before we can return the buffer in
3221                  * order to prevent the caller from issuing a read
3222                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3223                  * it.
3224                  *
3225                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3226                  * operate properly either because they assume they
3227                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3228                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3229                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3230                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3231                  * preventing further loops.
3232                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3233                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3234                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3235                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3236                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3237                  * after the write.
3238                  *
3239                  * We might be able to do something fancy, like setting
3240                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3241                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3242                  * confusing.  This is much easier.
3243                  */
3244
3245                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3246                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3247                         bwrite(bp);
3248                         goto loop;
3249                 }
3250                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3251         } else {
3252                 /*
3253                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3254                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3255                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3256                  */
3257                 BO_RUNLOCK(bo);
3258                 /*
3259                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3260                  * here.
3261                  */
3262                 if (flags & GB_NOCREAT)
3263                         return NULL;
3264                 if (numfreebuffers == 0 && TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3265                         return NULL;
3266
3267                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3268                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3269                 offset = blkno * bsize;
3270                 vmio = vp->v_object != NULL;
3271                 if (vmio) {
3272                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3273                 } else {
3274                         maxsize = size;
3275                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3276                         flags &= ~GB_UNMAPPED;
3277                 }
3278                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3279
3280                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
3281                 if (bp == NULL) {
3282                         if (slpflag || slptimeo)
3283                                 return NULL;
3284                         goto loop;
3285                 }
3286
3287                 /*
3288                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3289                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3290                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3291                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3292                  * throw away the one we just created.
3293                  *
3294                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3295                  * with the vp especially considering limitations in
3296                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3297                  * lblkno's.
3298                  */
3299                 BO_LOCK(bo);
3300                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3301                         BO_UNLOCK(bo);
3302                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3303                         brelse(bp);
3304                         goto loop;
3305                 }
3306
3307                 /*
3308                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3309                  * be found by incore.
3310                  */
3311                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3312                 bp->b_offset = offset;
3313                 bgetvp(vp, bp);
3314                 BO_UNLOCK(bo);
3315
3316                 /*
3317                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3318                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3319                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3320                  * backing store for validity.
3321                  */
3322
3323                 if (vmio) {
3324                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3325                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3326                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3327                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3328                 } else {
3329                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3330                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3331                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3332                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3333                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3334                 }
3335
3336                 allocbuf(bp, size);
3337                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3338         }
3339         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3340         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3341 end:
3342         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3343             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3344         return (bp);
3345 }
3346
3347 /*
3348  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3349  * set to B_INVAL.
3350  */
3351 struct buf *
3352 geteblk(int size, int flags)
3353 {
3354         struct buf *bp;
3355         int maxsize;
3356
3357         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3358         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
3359                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3360                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3361                         return (NULL);
3362         }
3363         allocbuf(bp, size);
3364         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3365         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3366         return (bp);
3367 }
3368
3369
3370 /*
3371  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3372  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3373  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3374  * resize a buffer up or down.
3375  *
3376  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3377  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3378  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3379  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3380  *
3381  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3382  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3383  */
3384
3385 int
3386 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3387 {
3388         int newbsize, mbsize;
3389         int i;
3390
3391         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3392
3393         if (bp->b_kvasize < size)
3394                 panic("allocbuf: buffer too small");
3395
3396         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3397                 caddr_t origbuf;
3398                 int origbufsize;
3399                 /*
3400                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3401                  * mess with B_CACHE.
3402                  */
3403                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3404                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3405                         newbsize = mbsize;
3406                 else
3407                         newbsize = round_page(size);
3408
3409                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3410                         /*
3411                          * malloced buffers are not shrunk
3412                          */
3413                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3414                                 if (newbsize) {
3415                                         bp->b_bcount = size;
3416                                 } else {
3417                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3418                                         if (bp->b_bufsize) {
3419                                                 atomic_subtract_long(
3420                                                     &bufmallocspace,
3421                                                     bp->b_bufsize);
3422                                                 bufspacewakeup();
3423                                                 bp->b_bufsize = 0;
3424                                         }
3425                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
3426                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3427                                         bp->b_bcount = 0;
3428                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3429                                 }
3430                                 return 1;
3431                         }               
3432                         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3433                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3434                         /*
3435                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3436                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3437                          * grows.
3438                          */
3439                         /*
3440                          * There is a potential smp race here that could lead
3441                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3442                          * is probably extremely rare and not worth worrying
3443                          * over.
3444                          */
3445                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3446                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3447                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3448
3449                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3450                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3451                                 bp->b_bcount = size;
3452                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3453                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
3454                                 return 1;
3455                         }
3456                         origbuf = NULL;
3457                         origbufsize = 0;
3458                         /*
3459                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
3460                          * then we revert to the page-allocation scheme.
3461                          */
3462                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3463                                 origbuf = bp->b_data;
3464                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3465                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3466                                 if (bp->b_bufsize) {
3467                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
3468                                             bp->b_bufsize);
3469                                         bufspacewakeup();
3470                                         bp->b_bufsize = 0;
3471                                 }
3472                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3473                                 newbsize = round_page(newbsize);
3474                         }
3475                         vm_hold_load_pages(
3476                             bp,
3477                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3478                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3479                         if (origbuf) {
3480                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3481                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3482                         }
3483                 }
3484         } else {
3485                 int desiredpages;
3486
3487                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3488                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3489                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3490
3491                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3492                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3493                 /*
3494                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3495                  * 0-length.
3496                  */
3497                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3498                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3499
3500                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3501                         /*
3502                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3503                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3504                          * if we have to remove any pages.
3505                          */
3506                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
3507                                 vm_page_t m;
3508
3509                                 if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3510                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3511                                         pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page(
3512                                             (vm_offset_t)bp->b_data) +
3513                                             (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3514                                             (bp->b_npages - desiredpages));
3515                                 } else
3516                                         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3517                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3518                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3519                                         /*
3520                                          * the page is not freed here -- it
3521                                          * is the responsibility of 
3522                                          * vnode_pager_setsize
3523                                          */
3524                                         m = bp->b_pages[i];
3525                                         KASSERT(m != bogus_page,
3526                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3527                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m,
3528                                             "biodep"))
3529                                                 continue;
3530
3531                                         bp->b_pages[i] = NULL;
3532                                         vm_page_lock(m);
3533                                         vm_page_unwire(m, PQ_INACTIVE);
3534                                         vm_page_unlock(m);
3535                                 }
3536                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3537                                 bp->b_npages = desiredpages;
3538                         }
3539                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3540                         /*
3541                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3542                          * byte-granular fashion.
3543                          */
3544                         vm_object_t obj;
3545                         vm_offset_t toff;
3546                         vm_offset_t tinc;
3547
3548                         /*
3549                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3550                          * allocating them if necessary.  We must clear
3551                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3552                          * range covered by the buffer.
3553                          */
3554
3555                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3556
3557                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3558                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
3559                                 vm_page_t m;
3560
3561                                 /*
3562                                  * We must allocate system pages since blocking
3563                                  * here could interfere with paging I/O, no
3564                                  * matter which process we are.
3565                                  *
3566                                  * Only exclusive busy can be tested here.
3567                                  * Blocking on shared busy might lead to
3568                                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3569                                  * pages are vfs_busy_pages().
3570                                  */
3571                                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) +
3572                                     bp->b_npages, VM_ALLOC_NOBUSY |
3573                                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3574                                     VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3575                                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
3576                                 if (m->valid == 0)
3577                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3578                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3579                                 ++bp->b_npages;
3580                         }
3581
3582                         /*
3583                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3584                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3585                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3586                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3587                          * aligned range ( newbsize ).
3588                          *
3589                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3590                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3591                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3592                          * fails with NFS if the server or some other client
3593                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3594                          * B_CACHE may remain set! XXX
3595                          */
3596
3597                         toff = bp->b_bcount;
3598                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3599
3600                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3601                                 vm_pindex_t pi;
3602
3603                                 if (tinc > (size - toff))
3604                                         tinc = size - toff;
3605
3606                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3607                                     PAGE_SHIFT;
3608
3609                                 vfs_buf_test_cache(
3610                                     bp, 
3611                                     bp->b_offset,
3612                                     toff, 
3613                                     tinc, 
3614                                     bp->b_pages[pi]
3615                                 );
3616                                 toff += tinc;
3617                                 tinc = PAGE_SIZE;
3618                         }
3619                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3620
3621                         /*
3622                          * Step 3, fixup the KVM pmap.
3623                          */
3624                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0)
3625                                 bpmap_qenter(bp);
3626                         else
3627                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3628                 }
3629         }
3630         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3631                 bufspacewakeup();
3632         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3633         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3634         return 1;
3635 }
3636
3637 extern int inflight_transient_maps;
3638
3639 void
3640 biodone(struct bio *bp)
3641 {
3642         struct mtx *mtxp;
3643         void (*done)(struct bio *);
3644         vm_offset_t start, end;
3645
3646         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3647                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
3648                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
3649                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3650                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3651                 bp->bio_data = unmapped_buf;
3652                 pmap_qremove(start, OFF_TO_IDX(end - start));
3653                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
3654                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3655         }
3656         done = bp->bio_done;
3657         if (done == NULL) {
3658                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3659                 mtx_lock(mtxp);
3660                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3661                 wakeup(bp);
3662                 mtx_unlock(mtxp);
3663         } else {
3664                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3665                 done(bp);
3666         }
3667 }
3668
3669 /*
3670  * Wait for a BIO to finish.
3671  */
3672 int
3673 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3674 {
3675         struct mtx *mtxp;
3676
3677         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3678         mtx_lock(mtxp);
3679         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3680                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
3681         mtx_unlock(mtxp);
3682         if (bp->bio_error != 0)
3683                 return (bp->bio_error);
3684         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3685                 return (0);
3686         return (EIO);
3687 }
3688
3689 void
3690 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3691 {
3692         
3693         if (error) {
3694                 bp->bio_error = error;
3695                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3696         }
3697         if (stat != NULL)
3698                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3699         biodone(bp);
3700 }
3701
3702 /*
3703  *      bufwait:
3704  *
3705  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3706  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3707  *      error and cleared.
3708  */
3709 int
3710 bufwait(struct buf *bp)
3711 {
3712         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3713                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3714         else
3715                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3716         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3717                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3718                 return (EINTR);
3719         }
3720         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3721                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3722         } else {
3723                 return (0);
3724         }
3725 }
3726
3727  /*
3728   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3729   */
3730 static void
3731 bufdonebio(struct bio *bip)
3732 {
3733         struct buf *bp;
3734
3735         bp = bip->bio_caller2;
3736         bp->b_resid = bip->bio_resid;
3737         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3738         bp->b_error = bip->bio_error;
3739         if (bp->b_error)
3740                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3741         bufdone(bp);
3742         g_destroy_bio(bip);
3743 }
3744
3745 void
3746 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3747 {
3748         struct cdevsw *csw;
3749         int ref;
3750
3751         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3752             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s) %p",
3753             devtoname(dev), dev));
3754
3755         csw = dev_refthread(dev, &ref);
3756         dev_strategy_csw(dev, csw, bp);
3757         dev_relthread(dev, ref);
3758 }
3759
3760 void
3761 dev_strategy_csw(struct cdev *dev, struct cdevsw *csw, struct buf *bp)
3762 {
3763         struct bio *bip;
3764
3765         KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ || bp->b_iocmd == BIO_WRITE,
3766             ("b_iocmd botch"));
3767         KASSERT(((dev->si_flags & SI_ETERNAL) != 0 && csw != NULL) ||
3768             dev->si_threadcount > 0,
3769             ("dev_strategy_csw threadcount cdev *(%s) %p", devtoname(dev),
3770             dev));
3771         if (csw == NULL) {
3772                 bp->b_error = ENXIO;
3773                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3774                 bufdone(bp);
3775                 return;
3776         }
3777         for (;;) {
3778                 bip = g_new_bio();
3779                 if (bip != NULL)
3780                         break;
3781                 /* Try again later */
3782                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3783         }
3784         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3785         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3786         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3787         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3788         bdata2bio(bp, bip);
3789         bip->bio_done = bufdonebio;
3790         bip->bio_caller2 = bp;
3791         bip->bio_dev = dev;
3792         (*csw->d_strategy)(bip);
3793 }
3794
3795 /*
3796  *      bufdone:
3797  *
3798  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3799  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3800  *      not allowed.
3801  *
3802  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3803  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3804  *      assuming B_INVAL is clear.
3805  *
3806  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3807  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3808  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3809  *
3810  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3811  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3812  *      in the biodone routine.
3813  */
3814 void
3815 bufdone(struct buf *bp)
3816 {
3817         struct bufobj *dropobj;
3818         void    (*biodone)(struct buf *);
3819
3820         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3821         dropobj = NULL;
3822
3823         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3824         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3825
3826         runningbufwakeup(bp);
3827         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3828                 dropobj = bp->b_bufobj;
3829         /* call optional completion function if requested */
3830         if (bp->b_iodone != NULL) {
3831                 biodone = bp->b_iodone;
3832                 bp->b_iodone = NULL;
3833                 (*biodone) (bp);
3834                 if (dropobj)
3835                         bufobj_wdrop(dropobj);
3836                 return;
3837         }
3838
3839         bufdone_finish(bp);
3840
3841         if (dropobj)
3842                 bufobj_wdrop(dropobj);
3843 }
3844
3845 void
3846 bufdone_finish(struct buf *bp)
3847 {
3848         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3849
3850         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3851                 buf_complete(bp);
3852
3853         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3854                 vm_ooffset_t foff;
3855                 vm_page_t m;
3856                 vm_object_t obj;
3857                 struct vnode *vp;
3858                 int bogus, i, iosize;
3859
3860                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3861                 KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
3862                     ("biodone_finish: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
3863                     obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
3864
3865                 vp = bp->b_vp;
3866                 KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
3867                     ("biodone_finish: vnode %p has zero hold count", vp));
3868                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3869                     ("biodone_finish: vnode %p has no vm_object", vp));
3870
3871                 foff = bp->b_offset;
3872                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3873                     ("biodone_finish: bp %p has no buffer offset", bp));
3874
3875                 /*
3876                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3877                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3878                  * routines.
3879                  */
3880                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3881                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3882                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3883                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3884                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3885                 }
3886                 bogus = 0;
3887                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3888                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3889                         int bogusflag = 0;
3890                         int resid;
3891
3892                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3893                         if (resid > iosize)
3894                                 resid = iosize;
3895
3896                         /*
3897                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3898                          */
3899                         m = bp->b_pages[i];
3900                         if (m == bogus_page) {
3901                                 bogus = bogusflag = 1;
3902                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3903                                 if (m == NULL)
3904                                         panic("biodone: page disappeared!");
3905                                 bp->b_pages[i] = m;
3906                         }
3907                         KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3908                             ("biodone_finish: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3909                             (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3910
3911                         /*
3912                          * In the write case, the valid and clean bits are
3913                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3914                          * only need to do this here in the read case.
3915                          */
3916                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3917                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3918                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3919                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3920                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3921                         }
3922
3923                         vm_page_sunbusy(m);
3924                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3925                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3926                         iosize -= resid;
3927                 }
3928                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3929                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3930                 if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3931                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3932                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3933                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3934                 }
3935         }
3936
3937         /*
3938          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3939          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3940          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3941          */
3942
3943         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3944                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3945                         brelse(bp);
3946                 else
3947                         bqrelse(bp);
3948         } else
3949                 bdone(bp);
3950 }
3951
3952 /*
3953  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3954  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3955  * consistant.
3956  */
3957 void
3958 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3959 {
3960         int i;
3961         vm_object_t obj;
3962         vm_page_t m;
3963
3964         runningbufwakeup(bp);
3965         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3966                 return;
3967
3968         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3969         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3970         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3971                 m = bp->b_pages[i];
3972                 if (m == bogus_page) {
3973                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3974                         if (!m)
3975                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3976                         bp->b_pages[i] = m;
3977                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3978                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3979                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3980                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3981                         } else
3982                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3983                 }
3984                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3985                 vm_page_sunbusy(m);
3986         }
3987         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3988         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3989 }
3990
3991 /*
3992  * vfs_page_set_valid:
3993  *
3994  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3995  *      range is restricted to the buffer's size.
3996  *
3997  *      This routine is typically called after a read completes.
3998  */
3999 static void
4000 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4001 {
4002         vm_ooffset_t eoff;
4003
4004         /*
4005          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4006          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4007          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4008          * allocation size of the buffer.
4009          */
4010         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4011         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4012                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4013
4014         /*
4015          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4016          * entire page.
4017          */
4018         if (eoff > off)
4019                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4020 }
4021
4022 /*
4023  * vfs_page_set_validclean:
4024  *
4025  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4026  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4027  */
4028 static void
4029 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4030 {
4031         vm_ooffset_t soff, eoff;
4032
4033         /*
4034          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4035          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
4036          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4037          * of the buffer.
4038          */
4039         soff = off;
4040         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4041         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4042                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4043
4044         /*
4045          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4046          * entire page.
4047          */
4048         if (eoff > soff) {
4049                 vm_page_set_validclean(
4050                     m,
4051                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4052                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4053                 );
4054         }
4055 }
4056
4057 /*
4058  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4059  * exclusive busy, drain it.
4060  */
4061 void
4062 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4063 {
4064         vm_page_t m;
4065         int i, last_busied;
4066
4067         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4068         last_busied = 0;
4069         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4070                 m = bp->b_pages[i];
4071                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4072                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4073                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4074                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4075                                 vm_page_lock(m);
4076                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4077                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage");
4078                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4079                         }
4080                 }
4081         }
4082         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4083                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4084 }
4085
4086 /*
4087  * This routine is called before a device strategy routine.
4088  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4089  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4090  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4091  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4092  * inconsistant.
4093  *
4094  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4095  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
4096  * and should be ignored.
4097  */
4098 void
4099 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4100 {
4101         int i, bogus;
4102         vm_object_t obj;
4103         vm_ooffset_t foff;
4104         vm_page_t m;
4105
4106         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4107                 return;
4108
4109         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4110         foff = bp->b_offset;
4111         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4112             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4113         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4114         vfs_drain_busy_pages(bp);
4115         if (bp->b_bufsize != 0)
4116                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4117         bogus = 0;
4118         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4119                 m = bp->b_pages[i];
4120
4121                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4122                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4123                         vm_page_sbusy(m);
4124                 }
4125                 /*
4126                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4127                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4128                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4129                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4130                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4131                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4132                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4133                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4134                  * first place ).  The replacement prevents the read
4135                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4136                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4137                  * It may not work properly with small-block devices.
4138                  * We need to find a better way.
4139                  */
4140                 if (clear_modify) {
4141                         pmap_remove_write(m);
4142                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4143                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4144                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4145                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4146                         bogus++;
4147                 }
4148                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4149         }
4150         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4151         if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4152                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4153                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4154                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4155         }
4156 }
4157
4158 /*
4159  *      vfs_bio_set_valid:
4160  *
4161  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4162  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4163  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4164  *      page.
4165  */
4166 void   
4167 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4168 {
4169         int i, n;
4170         vm_page_t m;
4171
4172         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4173                 return;
4174
4175         /*
4176          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4177          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4178          * first page that can be validated.
4179          */
4180         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4181         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4182
4183         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4184         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4185                 m = bp->b_pages[i];
4186                 if (n > size)
4187                         n = size;
4188                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4189                 base += n;
4190                 size -= n;
4191                 n = PAGE_SIZE;
4192         }
4193         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4194 }
4195
4196 /*
4197  *      vfs_bio_clrbuf:
4198  *
4199  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4200  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4201  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4202  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4203  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4204  *
4205  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4206  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4207  */
4208 void
4209 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4210 {
4211         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4212
4213         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4214                 clrbuf(bp);
4215                 return;
4216         }
4217         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4218         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4219         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4220         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4221             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4222                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4223                         goto unlock;
4224                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4225                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4226                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4227                         goto unlock;
4228                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4229                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4230                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4231                         goto unlock;
4232                 }
4233         }
4234         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4235         slide = 0;
4236         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4237                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4238                 ea = slide & PAGE_MASK;
4239                 if (ea == 0)
4240                         ea = PAGE_SIZE;
4241                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4242                         continue;
4243                 j = sa / DEV_BSIZE;
4244                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4245                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4246                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4247                         continue;
4248                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4249                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4250                 else {
4251                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4252                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4253                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4254                                             sa, DEV_BSIZE);
4255                                 }
4256                         }
4257                 }
4258                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4259         }
4260 unlock:
4261         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4262         bp->b_resid = 0;
4263 }
4264
4265 void
4266 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4267 {
4268         vm_page_t m;
4269         int i, n;
4270
4271         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4272                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4273                 bzero(bp->b_data + base, size);
4274         } else {
4275                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4276                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4277                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4278                         m = bp->b_pages[i];
4279                         if (n > size)
4280                                 n = size;
4281                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4282                         base += n;
4283                         size -= n;
4284                         n = PAGE_SIZE;
4285                 }
4286         }
4287 }
4288
4289 /*
4290  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4291  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4292  * not associated with a file object.
4293  */
4294 static void
4295 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4296 {
4297         vm_offset_t pg;
4298         vm_page_t p;
4299         int index;
4300
4301         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4302
4303         to = round_page(to);
4304         from = round_page(from);
4305         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4306
4307         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4308 tryagain:
4309                 /*
4310                  * note: must allocate system pages since blocking here
4311                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4312                  * process we are.
4313                  */
4314                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4315                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4316                 if (p == NULL) {
4317                         VM_WAIT;
4318                         goto tryagain;
4319                 }
4320                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4321                 bp->b_pages[index] = p;
4322         }
4323         bp->b_npages = index;
4324 }
4325
4326 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4327 static void
4328 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4329 {
4330         vm_offset_t from;
4331         vm_page_t p;
4332         int index, newnpages;
4333
4334         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4335
4336         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4337         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4338         if (bp->b_npages > newnpages)
4339                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4340         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4341                 p = bp->b_pages[index];
4342                 bp->b_pages[index] = NULL;
4343                 if (vm_page_sbusied(p))
4344                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
4345                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
4346                 p->wire_count--;
4347                 vm_page_free(p);
4348                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
4349         }
4350         bp->b_npages = newnpages;
4351 }
4352
4353 /*
4354  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4355  *
4356  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4357  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4358  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4359  *
4360  * Note that even if the caller determines that the address space should
4361  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4362  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4363  * check the return value.
4364  */
4365 int
4366 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4367 {
4368         caddr_t kva;
4369         vm_prot_t prot;
4370         int pidx;
4371
4372         if (bp->b_bufsize < 0)
4373                 return (-1);
4374         prot = VM_PROT_READ;
4375         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4376                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4377         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4378             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4379             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4380                 return (-1);
4381         bp->b_npages = pidx;
4382         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4383                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
4384                 kva = bp->b_saveaddr;
4385                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4386                 bp->b_data = kva + (((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK);
4387                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4388         } else {
4389                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
4390                 bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4391                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4392                 bp->b_data = unmapped_buf;
4393         }
4394         return(0);
4395 }
4396
4397 /*
4398  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4399  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4400  */
4401 void
4402 vunmapbuf(struct buf *bp)
4403 {
4404         int npages;
4405
4406         npages = bp->b_npages;
4407         if (bp->b_flags & B_UNMAPPED)
4408                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4409         else
4410                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4411         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4412         
4413         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
4414 }
4415
4416 void
4417 bdone(struct buf *bp)
4418 {
4419         struct mtx *mtxp;
4420
4421         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4422         mtx_lock(mtxp);
4423         bp->b_flags |= B_DONE;
4424         wakeup(bp);
4425         mtx_unlock(mtxp);
4426 }
4427
4428 void
4429 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4430 {
4431         struct mtx *mtxp;
4432
4433         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4434         mtx_lock(mtxp);
4435         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4436                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4437         mtx_unlock(mtxp);
4438 }
4439
4440 int
4441 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4442 {
4443
4444         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
4445 }
4446
4447 void
4448 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4449 {
4450         int i = 0;
4451         struct vnode *vp;
4452
4453         vp = bp->b_vp;
4454         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4455         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4456             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4457         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4458         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4459 }
4460
4461 void
4462 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4463 {
4464
4465         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4466         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4467         bo->bo_numoutput++;
4468 }
4469
4470 void
4471 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4472 {
4473
4474         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4475         BO_LOCK(bo);
4476         bo->bo_numoutput++;
4477         BO_UNLOCK(bo);
4478 }
4479
4480 void
4481 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4482 {
4483
4484         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4485         BO_LOCK(bo);
4486         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4487         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4488                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4489                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4490         }
4491         BO_UNLOCK(bo);
4492 }
4493
4494 int
4495 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4496 {
4497         int error;
4498
4499         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4500         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4501         error = 0;
4502         while (bo->bo_numoutput) {
4503                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4504                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
4505                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4506                 if (error)
4507                         break;
4508         }
4509         return (error);
4510 }
4511
4512 void
4513 bpin(struct buf *bp)
4514 {
4515         struct mtx *mtxp;
4516
4517         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4518         mtx_lock(mtxp);
4519         bp->b_pin_count++;
4520         mtx_unlock(mtxp);
4521 }
4522
4523 void
4524 bunpin(struct buf *bp)
4525 {
4526         struct mtx *mtxp;
4527
4528         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4529         mtx_lock(mtxp);
4530         if (--bp->b_pin_count == 0)
4531                 wakeup(bp);
4532         mtx_unlock(mtxp);
4533 }
4534
4535 void
4536 bunpin_wait(struct buf *bp)
4537 {
4538         struct mtx *mtxp;
4539
4540         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4541         mtx_lock(mtxp);
4542         while (bp->b_pin_count > 0)
4543                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4544         mtx_unlock(mtxp);
4545 }
4546
4547 /*
4548  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4549  */
4550 void
4551 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4552 {
4553
4554         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
4555                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4556                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4557                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4558                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4559                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4560                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4561                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4562                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4563                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4564                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4565         } else {
4566                 bip->bio_data = bp->b_data;
4567                 bip->bio_ma = NULL;
4568         }
4569 }
4570
4571 #include "opt_ddb.h"
4572 #ifdef DDB
4573 #include <ddb/ddb.h>
4574
4575 /* DDB command to show buffer data */
4576 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4577 {
4578         /* get args */
4579         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4580
4581         if (!have_addr) {
4582                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4583                 return;
4584         }
4585
4586         db_printf("buf at %p\n", bp);
4587         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4588             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4589             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4590         db_printf(
4591             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4592             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4593             "b_dep = %p\n",
4594             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4595             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4596             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4597         if (bp->b_npages) {
4598                 int i;
4599                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4600                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4601                         vm_page_t m;
4602                         m = bp->b_pages[i];
4603                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4604                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4605                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4606                                 db_printf(",");
4607                 }
4608                 db_printf("\n");
4609         }
4610         db_printf(" ");
4611         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4612 }
4613
4614 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4615 {
4616         struct buf *bp;
4617         int i;
4618
4619         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4620                 bp = &buf[i];
4621                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4622                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4623                         db_printf("\n");
4624                 }
4625         }
4626 }
4627
4628 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4629 {
4630         struct vnode *vp;
4631         struct buf *bp;
4632
4633         if (!have_addr) {
4634                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4635                 return;
4636         }
4637         vp = (struct vnode *)addr;
4638         db_printf("Clean buffers:\n");
4639         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4640                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4641                 db_printf("\n");
4642         }
4643         db_printf("Dirty buffers:\n");
4644         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4645                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4646                 db_printf("\n");
4647         }
4648 }
4649
4650 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4651 {
4652         struct buf *bp;
4653         int i, used = 0, nfree = 0;
4654
4655         if (have_addr) {
4656                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4657                 return;
4658         }
4659
4660         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4661                 bp = &buf[i];
4662                 if ((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0)
4663                         nfree++;
4664                 else
4665                         used++;
4666         }
4667
4668         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4669             nfree + used);
4670         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4671 }
4672 #endif /* DDB */