]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Parallelize the buffer cache and rewrite getnewbuf(). This results in a
[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/smp.h>
67 #include <sys/sysctl.h>
68 #include <sys/sysproto.h>
69 #include <sys/vmem.h>
70 #include <sys/vmmeter.h>
71 #include <sys/vnode.h>
72 #include <sys/watchdog.h>
73 #include <geom/geom.h>
74 #include <vm/vm.h>
75 #include <vm/vm_param.h>
76 #include <vm/vm_kern.h>
77 #include <vm/vm_pageout.h>
78 #include <vm/vm_page.h>
79 #include <vm/vm_object.h>
80 #include <vm/vm_extern.h>
81 #include <vm/vm_map.h>
82 #include <vm/swap_pager.h>
83 #include "opt_compat.h"
84 #include "opt_swap.h"
85
86 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
87
88 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
89
90 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
91         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
92         .bop_write      =       bufwrite,
93         .bop_strategy   =       bufstrategy,
94         .bop_sync       =       bufsync,
95         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
96 };
97
98 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
99 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
100 caddr_t unmapped_buf;
101
102 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
103 struct proc *bufdaemonproc;
104 struct proc *bufspacedaemonproc;
105
106 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
107 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
108 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
109                 vm_offset_t to);
110 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
111 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
112                 vm_page_t m);
113 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
114 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
115 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
116 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
117 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
118 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
119                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
120 static int buf_flush(struct vnode *vp, int);
121 static int buf_recycle(bool);
122 static int buf_scan(bool);
123 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
124 static void buf_daemon(void);
125 static void bremfreel(struct buf *bp);
126 static __inline void bd_wakeup(void);
127 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
128 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
129 static void bufkva_free(struct buf *);
130 static int buf_import(void *, void **, int, int);
131 static void buf_release(void *, void **, int);
132
133 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
134     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
135 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
136 #endif
137
138 int vmiodirenable = TRUE;
139 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
140     "Use the VM system for directory writes");
141 long runningbufspace;
142 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
143     "Amount of presently outstanding async buffer io");
144 static long bufspace;
145 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
146     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
147 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
148     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
149 #else
150 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
151     "Physical memory used for buffers");
152 #endif
153 static long bufkvaspace;
154 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace, 0,
155     "Kernel virtual memory used for buffers");
156 static long maxbufspace;
157 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufspace, 0,
158     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
159 static long bufmallocspace;
160 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
161     "Amount of malloced memory for buffers");
162 static long maxbufmallocspace;
163 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
164     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
165 static long lobufspace;
166 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RW, &lobufspace, 0,
167     "Minimum amount of buffers we want to have");
168 long hibufspace;
169 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RW, &hibufspace, 0,
170     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
171 long bufspacethresh;
172 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh, CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
173     0, "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
174 static int buffreekvacnt;
175 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
176     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
177 static int bufdefragcnt;
178 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
179     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
180 static long lorunningspace;
181 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
182     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
183     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
184 static long hirunningspace;
185 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
186     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
187     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
188 int dirtybufferflushes;
189 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
190     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
191 int bdwriteskip;
192 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
193     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
194 int altbufferflushes;
195 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
196     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
197 static int recursiveflushes;
198 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
199     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
200 static int numdirtybuffers;
201 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
202     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
203 static int lodirtybuffers;
204 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
205     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
206 static int hidirtybuffers;
207 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
208     "When the number of dirty buffers is considered severe");
209 int dirtybufthresh;
210 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
211     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
212 static int numfreebuffers;
213 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
214     "Number of free buffers");
215 static int lofreebuffers;
216 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
217    "Target number of free buffers");
218 static int hifreebuffers;
219 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
220    "Threshold for clean buffer recycling");
221 static int getnewbufcalls;
222 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
223    "Number of calls to getnewbuf");
224 static int getnewbufrestarts;
225 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
226     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
227 static int mappingrestarts;
228 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
229     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
230     "unmapped buffer");
231 static int numbufallocfails;
232 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW, &numbufallocfails, 0,
233     "Number of times buffer allocations failed");
234 static int flushbufqtarget = 100;
235 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
236     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
237 static long notbufdflushes;
238 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes, 0,
239     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
240 static long barrierwrites;
241 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
242     "Number of barrier writes");
243 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
244     &unmapped_buf_allowed, 0,
245     "Permit the use of the unmapped i/o");
246
247 /*
248  * This lock synchronizes access to bd_request.
249  */
250 static struct mtx_padalign bdlock;
251
252 /*
253  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
254  * waitrunningbufspace().
255  */
256 static struct mtx_padalign rbreqlock;
257
258 /*
259  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
260  */
261 static struct rwlock_padalign nblock;
262
263 /*
264  * Lock that protects bdirtywait.
265  */
266 static struct mtx_padalign bdirtylock;
267
268 /*
269  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
270  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
271  * is idling.
272  */
273 static int bd_request;
274
275 /*
276  * Request/wakeup point for the bufspace daemon.
277  */
278 static int bufspace_request;
279
280 /*
281  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
282  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
283  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
284  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
285  */
286 static int bd_speedupreq;
287
288 /*
289  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
290  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
291  * really that bad.  it would be better to split the buffer
292  * for input in the case of buffers partially already in memory,
293  * but the code is intricate enough already.
294  */
295 vm_page_t bogus_page;
296
297 /*
298  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
299  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
300  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
301  */
302 static int runningbufreq;
303
304 /* 
305  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
306  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
307  * by and/or.
308  * Used in numdirtywakeup(), bufspace_wakeup(), bwillwrite(),
309  * getnewbuf(), and getblk().
310  */
311 static volatile int needsbuffer;
312
313 /*
314  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
315  */
316 static int bdirtywait;
317
318 /*
319  * Definitions for the buffer free lists.
320  */
321 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
322 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
323 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
324 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
325 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
326
327 /* Maximum number of clean buffer queues. */
328 #define CLEAN_QUEUES    16
329
330 /* Configured number of clean queues. */
331 static int clean_queues;
332
333 /* Maximum number of buffer queues. */
334 #define BUFFER_QUEUES   (QUEUE_CLEAN + CLEAN_QUEUES)
335
336 /* Queues for free buffers with various properties */
337 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
338 #ifdef INVARIANTS
339 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
340 #endif
341
342 /*
343  * Lock for each bufqueue
344  */
345 static struct mtx_padalign bqlocks[BUFFER_QUEUES];
346
347 /*
348  * per-cpu empty buffer cache.
349  */
350 uma_zone_t buf_zone;
351
352 /*
353  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
354  * buf_wmesg is referred from macros.
355  */
356 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
357
358 static int
359 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
360 {
361         long value;
362         int error;
363
364         value = *(long *)arg1;
365         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
366         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
367                 return (error);
368         mtx_lock(&rbreqlock);
369         if (arg1 == &hirunningspace) {
370                 if (value < lorunningspace)
371                         error = EINVAL;
372                 else
373                         hirunningspace = value;
374         } else {
375                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
376                     ("%s: unknown arg1", __func__));
377                 if (value > hirunningspace)
378                         error = EINVAL;
379                 else
380                         lorunningspace = value;
381         }
382         mtx_unlock(&rbreqlock);
383         return (error);
384 }
385
386 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
387     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
388 static int
389 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
390 {
391         long lvalue;
392         int ivalue;
393
394         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
395                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
396         lvalue = *(long *)arg1;
397         if (lvalue > INT_MAX)
398                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
399                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
400         ivalue = lvalue;
401         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
402 }
403 #endif
404
405 static int
406 bqcleanq(void)
407 {
408         static int nextq;
409
410         return ((atomic_fetchadd_int(&nextq, 1) % clean_queues) + QUEUE_CLEAN);
411 }
412
413 static int
414 bqisclean(int qindex)
415 {
416
417         return (qindex >= QUEUE_CLEAN && qindex < QUEUE_CLEAN + CLEAN_QUEUES);
418 }
419
420 /*
421  *      bqlock:
422  *
423  *      Return the appropriate queue lock based on the index.
424  */
425 static inline struct mtx *
426 bqlock(int qindex)
427 {
428
429         return (struct mtx *)&bqlocks[qindex];
430 }
431
432 /*
433  *      bdirtywakeup:
434  *
435  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
436  */
437 static void
438 bdirtywakeup(void)
439 {
440         mtx_lock(&bdirtylock);
441         if (bdirtywait) {
442                 bdirtywait = 0;
443                 wakeup(&bdirtywait);
444         }
445         mtx_unlock(&bdirtylock);
446 }
447
448 /*
449  *      bdirtysub:
450  *
451  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
452  *      threads blocked in bwillwrite().
453  */
454 static void
455 bdirtysub(void)
456 {
457
458         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, -1) ==
459             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
460                 bdirtywakeup();
461 }
462
463 /*
464  *      bdirtyadd:
465  *
466  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
467  *      daemon if needed.
468  */
469 static void
470 bdirtyadd(void)
471 {
472
473         /*
474          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
475          * buf daemon will keep running until the condition clears.
476          */
477         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, 1) ==
478             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
479                 bd_wakeup();
480 }
481
482 /*
483  *      bufspace_wakeup:
484  *
485  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
486  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
487  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
488  *      bp's get placed back in the queues.
489  */
490 static void
491 bufspace_wakeup(void)
492 {
493
494         /*
495          * If someone is waiting for bufspace, wake them up.
496          *
497          * Since needsbuffer is set prior to doing an additional queue
498          * scan it is safe to check for the flag prior to acquiring the
499          * lock.  The thread that is preparing to scan again before
500          * blocking would discover the buf we released.
501          */
502         if (needsbuffer) {
503                 rw_rlock(&nblock);
504                 if (atomic_cmpset_int(&needsbuffer, 1, 0) == 1)
505                         wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
506                 rw_runlock(&nblock);
507         }
508 }
509
510 /*
511  *      bufspace_daemonwakeup:
512  *
513  *      Wakeup the daemon responsible for freeing clean bufs.
514  */
515 static void
516 bufspace_daemonwakeup(void)
517 {
518         rw_rlock(&nblock);
519         if (bufspace_request == 0) {
520                 bufspace_request = 1;
521                 wakeup(&bufspace_request);
522         }
523         rw_runlock(&nblock);
524 }
525
526 /*
527  *      bufspace_adjust:
528  *
529  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
530  *      waking any waiters.
531  */
532 static void
533 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
534 {
535         long space;
536         int diff;
537
538         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
539             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
540         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
541         if (diff < 0) {
542                 atomic_subtract_long(&bufspace, -diff);
543                 bufspace_wakeup();
544         } else {
545                 space = atomic_fetchadd_long(&bufspace, diff);
546                 /* Wake up the daemon on the transition. */
547                 if (space < bufspacethresh && space + diff >= bufspacethresh)
548                         bufspace_daemonwakeup();
549         }
550         bp->b_bufsize = bufsize;
551 }
552
553 /*
554  *      bufspace_reserve:
555  *
556  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
557  *      different space limit than data.
558  */
559 static int
560 bufspace_reserve(int size, bool metadata)
561 {
562         long limit;
563         long space;
564
565         if (metadata)
566                 limit = maxbufspace;
567         else
568                 limit = hibufspace;
569         do {
570                 space = bufspace;
571                 if (space + size > limit)
572                         return (ENOSPC);
573         } while (atomic_cmpset_long(&bufspace, space, space + size) == 0);
574
575         /* Wake up the daemon on the transition. */
576         if (space < bufspacethresh && space + size >= bufspacethresh)
577                 bufspace_daemonwakeup();
578
579         return (0);
580 }
581
582 /*
583  *      bufspace_release:
584  *
585  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
586  */
587 static void
588 bufspace_release(int size)
589 {
590         atomic_subtract_long(&bufspace, size);
591         bufspace_wakeup();
592 }
593
594 /*
595  *      bufspace_wait:
596  *
597  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
598  *      supplied.  needsbuffer must be set in a safe fashion prior to
599  *      polling for space.  The operation must be re-tried on return.
600  */
601 static void
602 bufspace_wait(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo)
603 {
604         struct thread *td;
605         int error, fl, norunbuf;
606
607         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
608                 return;
609
610         td = curthread;
611         rw_wlock(&nblock);
612         while (needsbuffer != 0) {
613                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
614                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
615                         rw_wunlock(&nblock);
616                         /*
617                          * getblk() is called with a vnode locked, and
618                          * some majority of the dirty buffers may as
619                          * well belong to the vnode.  Flushing the
620                          * buffers there would make a progress that
621                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
622                          * cannot lock the vnode.
623                          */
624                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
625                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
626
627                         /*
628                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
629                          * may be called while the thread owns lock
630                          * for another dirty buffer for the same
631                          * vnode, which makes it impossible to use
632                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
633                          * recursion.
634                          */
635                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
636                         fl = buf_flush(vp, flushbufqtarget);
637                         td->td_pflags &= norunbuf;
638                         rw_wlock(&nblock);
639                         if (fl != 0)
640                                 continue;
641                         if (needsbuffer == 0)
642                                 break;
643                 }
644                 error = rw_sleep(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer), &nblock,
645                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
646                 if (error != 0)
647                         break;
648         }
649         rw_wunlock(&nblock);
650 }
651
652
653 /*
654  *      bufspace_daemon:
655  *
656  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
657  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
658  *      block nor work to reclaim buffers.
659  */
660 static void
661 bufspace_daemon(void)
662 {
663         for (;;) {
664                 kproc_suspend_check(bufspacedaemonproc);
665
666                 /*
667                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
668                  * targets.
669                  *
670                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
671                  * when some free buffer headers and space are always
672                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
673                  * the excessive blocking and synchronization associated
674                  * with shortfall.  It goes through three phases according
675                  * demand:
676                  *
677                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
678                  *      during idle periods when the counters are below
679                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
680                  *
681                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
682                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
683                  *      slightly according to the rate of consumption and
684                  *      release.
685                  *
686                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
687                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
688                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
689                  *      until we return to condition 2.
690                  */
691                 while (bufspace > lobufspace ||
692                     numfreebuffers < hifreebuffers) {
693                         if (buf_recycle(false) != 0) {
694                                 atomic_set_int(&needsbuffer, 1);
695                                 if (buf_recycle(false) != 0) {
696                                         rw_wlock(&nblock);
697                                         if (needsbuffer)
698                                                 rw_sleep(__DEVOLATILE(void *,
699                                                     &needsbuffer), &nblock,
700                                                     PRIBIO|PDROP, "bufspace",
701                                                     hz/10);
702                                         else
703                                                 rw_wunlock(&nblock);
704                                 }
705                         }
706                         maybe_yield();
707                 }
708
709                 /*
710                  * Re-check our limits under the exclusive nblock.
711                  */
712                 rw_wlock(&nblock);
713                 if (bufspace < bufspacethresh &&
714                     numfreebuffers > lofreebuffers) {
715                         bufspace_request = 0;
716                         rw_sleep(&bufspace_request, &nblock, PRIBIO|PDROP,
717                             "-", hz);
718                 } else
719                         rw_wunlock(&nblock);
720         }
721 }
722
723 static struct kproc_desc bufspace_kp = {
724         "bufspacedaemon",
725         bufspace_daemon,
726         &bufspacedaemonproc
727 };
728 SYSINIT(bufspacedaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start,
729     &bufspace_kp);
730
731 /*
732  *      bufmallocadjust:
733  *
734  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
735  *      waking any waiters.
736  */
737 static void
738 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
739 {
740         int diff;
741
742         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
743             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
744         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
745         if (diff < 0)
746                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
747         else
748                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
749         bp->b_bufsize = bufsize;
750 }
751
752 /*
753  *      runningwakeup:
754  *
755  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
756  *      below lorunningspace.
757  */
758 static void
759 runningwakeup(void)
760 {
761
762         mtx_lock(&rbreqlock);
763         if (runningbufreq) {
764                 runningbufreq = 0;
765                 wakeup(&runningbufreq);
766         }
767         mtx_unlock(&rbreqlock);
768 }
769
770 /*
771  *      runningbufwakeup:
772  *
773  *      Decrement the outstanding write count according.
774  */
775 void
776 runningbufwakeup(struct buf *bp)
777 {
778         long space, bspace;
779
780         bspace = bp->b_runningbufspace;
781         if (bspace == 0)
782                 return;
783         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
784         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
785             space, bspace));
786         bp->b_runningbufspace = 0;
787         /*
788          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
789          * the threshold to falling below it.
790          */
791         if (space < lorunningspace)
792                 return;
793         if (space - bspace > lorunningspace)
794                 return;
795         runningwakeup();
796 }
797
798 /*
799  *      waitrunningbufspace()
800  *
801  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
802  *      running.  This routine is used in async-write situations to
803  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
804  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
805  *
806  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
807  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
808  *      caller's write has reached the device.
809  */
810 void
811 waitrunningbufspace(void)
812 {
813
814         mtx_lock(&rbreqlock);
815         while (runningbufspace > hirunningspace) {
816                 runningbufreq = 1;
817                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
818         }
819         mtx_unlock(&rbreqlock);
820 }
821
822
823 /*
824  *      vfs_buf_test_cache:
825  *
826  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
827  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
828  *      valid data.
829  */
830 static __inline void
831 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
832     vm_offset_t size, vm_page_t m)
833 {
834
835         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
836         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
837                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
838                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
839                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
840         }
841 }
842
843 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
844 static __inline void
845 bd_wakeup(void)
846 {
847
848         mtx_lock(&bdlock);
849         if (bd_request == 0) {
850                 bd_request = 1;
851                 wakeup(&bd_request);
852         }
853         mtx_unlock(&bdlock);
854 }
855
856 /*
857  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
858  */
859 void
860 bd_speedup(void)
861 {
862         int needwake;
863
864         mtx_lock(&bdlock);
865         needwake = 0;
866         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
867                 needwake = 1;
868         bd_speedupreq = 1;
869         bd_request = 1;
870         if (needwake)
871                 wakeup(&bd_request);
872         mtx_unlock(&bdlock);
873 }
874
875 #ifndef NSWBUF_MIN
876 #define NSWBUF_MIN      16
877 #endif
878
879 #ifdef __i386__
880 #define TRANSIENT_DENOM 5
881 #else
882 #define TRANSIENT_DENOM 10
883 #endif
884
885 /*
886  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
887  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
888  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
889  * being reserved at this time.
890  */
891 caddr_t
892 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
893 {
894         int tuned_nbuf;
895         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
896
897         /*
898          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
899          * PAGE_SIZE is >= 1K)
900          */
901         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
902
903         /*
904          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
905          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
906          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
907          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
908          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
909          * maxbcache bytes.
910          *
911          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
912          */
913         if (nbuf == 0) {
914                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
915
916                 nbuf = 50;
917                 if (physmem_est > 4096)
918                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
919                             65536 / factor);
920                 if (physmem_est > 65536)
921                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
922                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
923
924                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
925                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
926                 tuned_nbuf = 1;
927         } else
928                 tuned_nbuf = 0;
929
930         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
931         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
932         if (nbuf > maxbuf) {
933                 if (!tuned_nbuf)
934                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
935                             maxbuf);
936                 nbuf = maxbuf;
937         }
938
939         /*
940          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
941          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
942          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
943          *
944          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
945          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
946          * maximum buffer map extent on the platform.
947          *
948          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
949          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
950          * with ample KVA space.
951          */
952         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
953                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
954                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
955                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
956                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
957                         /*
958                          * There is more KVA than memory.  Do not
959                          * adjust buffer map size, and assign the rest
960                          * of maxbuf to transient map.
961                          */
962                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
963                 } else {
964                         /*
965                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
966                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
967                          * the buffer map to the transient bio map.
968                          */
969                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
970                         buf_sz -= biotmap_sz;
971                 }
972                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
973                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
974                 else
975                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
976                 /*
977                  * Artifically limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
978                  * using the transient mapping.
979                  */
980                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
981                         bio_transient_maxcnt = 1024;
982                 if (tuned_nbuf)
983                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
984         }
985
986         /*
987          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
988          * We have no less then 16 and no more then 256.
989          */
990         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
991         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
992         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
993                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
994
995         /*
996          * Reserve space for the buffer cache buffers
997          */
998         swbuf = (void *)v;
999         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
1000         buf = (void *)v;
1001         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
1002
1003         return(v);
1004 }
1005
1006 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1007 void
1008 bufinit(void)
1009 {
1010         struct buf *bp;
1011         int i;
1012
1013         CTASSERT(MAXBCACHEBUF >= MAXBSIZE);
1014         mtx_init(&bqlocks[QUEUE_DIRTY], "bufq dirty lock", NULL, MTX_DEF);
1015         mtx_init(&bqlocks[QUEUE_EMPTY], "bufq empty lock", NULL, MTX_DEF);
1016         for (i = QUEUE_CLEAN; i < QUEUE_CLEAN + CLEAN_QUEUES; i++)
1017                 mtx_init(&bqlocks[i], "bufq clean lock", NULL, MTX_DEF);
1018         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1019         rw_init(&nblock, "needsbuffer lock");
1020         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1021         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1022
1023         /* next, make a null set of free lists */
1024         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
1025                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
1026
1027         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
1028
1029         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1030         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1031                 bp = &buf[i];
1032                 bzero(bp, sizeof *bp);
1033                 bp->b_flags = B_INVAL;
1034                 bp->b_rcred = NOCRED;
1035                 bp->b_wcred = NOCRED;
1036                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1037                 bp->b_xflags = 0;
1038                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1039                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1040                 BUF_LOCKINIT(bp);
1041                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
1042 #ifdef INVARIANTS
1043                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
1044 #endif
1045         }
1046
1047         /*
1048          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1049          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1050          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1051          * used by most other requests.  The differential is required to 
1052          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1053          *
1054          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1055          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1056          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1057          * PAGE_SIZE.
1058          */
1059         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1060         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBCACHEBUF * 10);
1061         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1062         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1063
1064         /*
1065          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1066          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1067          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1068          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1069          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1070          * hirunningspace.
1071          */
1072         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBCACHEBUF),
1073             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1074         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBCACHEBUF);
1075
1076         /*
1077          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1078          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1079          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1080          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1081          * average (small) directories.
1082          */
1083         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1084
1085         /*
1086          * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
1087          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1088          */
1089         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1090         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1091         numdirtybuffers = 0;
1092         /*
1093          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1094          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1095          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1096          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1097          */
1098         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1099                 hidirtybuffers >>= 1;
1100         }
1101         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1102
1103         /*
1104          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1105          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1106          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1107          * on other cpus.
1108          *
1109          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1110          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1111          */
1112         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1113         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1114         numfreebuffers = nbuf;
1115
1116         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
1117             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
1118
1119         /* Setup the kva and free list allocators. */
1120         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1121         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache", sizeof(struct buf),
1122             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1123
1124         /*
1125          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1126          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1127          * concurrency but less accurate LRU.
1128          */
1129         clean_queues = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), CLEAN_QUEUES);
1130
1131 }
1132
1133 #ifdef INVARIANTS
1134 static inline void
1135 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1136 {
1137
1138         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1139             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1140         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1141             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1142         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1143             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1144 }
1145
1146 static inline void
1147 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1148 {
1149
1150         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1151             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1152 }
1153
1154 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1155 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1156 #else
1157 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1158 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1159 #endif
1160
1161 static int
1162 isbufbusy(struct buf *bp)
1163 {
1164         if (((bp->b_flags & (B_INVAL | B_PERSISTENT)) == 0 &&
1165             BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1166             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1167                 return (1);
1168         return (0);
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1173  */
1174 void
1175 bufshutdown(int show_busybufs)
1176 {
1177         static int first_buf_printf = 1;
1178         struct buf *bp;
1179         int iter, nbusy, pbusy;
1180 #ifndef PREEMPTION
1181         int subiter;
1182 #endif
1183
1184         /* 
1185          * Sync filesystems for shutdown
1186          */
1187         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1188         sys_sync(curthread, NULL);
1189
1190         /*
1191          * With soft updates, some buffers that are
1192          * written will be remarked as dirty until other
1193          * buffers are written.
1194          */
1195         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1196                 nbusy = 0;
1197                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1198                         if (isbufbusy(bp))
1199                                 nbusy++;
1200                 if (nbusy == 0) {
1201                         if (first_buf_printf)
1202                                 printf("All buffers synced.");
1203                         break;
1204                 }
1205                 if (first_buf_printf) {
1206                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1207                         first_buf_printf = 0;
1208                 }
1209                 printf("%d ", nbusy);
1210                 if (nbusy < pbusy)
1211                         iter = 0;
1212                 pbusy = nbusy;
1213
1214                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1215                 sys_sync(curthread, NULL);
1216
1217 #ifdef PREEMPTION
1218                 /*
1219                  * Drop Giant and spin for a while to allow
1220                  * interrupt threads to run.
1221                  */
1222                 DROP_GIANT();
1223                 DELAY(50000 * iter);
1224                 PICKUP_GIANT();
1225 #else
1226                 /*
1227                  * Drop Giant and context switch several times to
1228                  * allow interrupt threads to run.
1229                  */
1230                 DROP_GIANT();
1231                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1232                         thread_lock(curthread);
1233                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1234                         thread_unlock(curthread);
1235                         DELAY(1000);
1236                 }
1237                 PICKUP_GIANT();
1238 #endif
1239         }
1240         printf("\n");
1241         /*
1242          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1243          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1244          */
1245         nbusy = 0;
1246         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1247                 if (isbufbusy(bp)) {
1248 #if 0
1249 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1250                         if (bp->b_dev == NULL) {
1251                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1252                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1253                                 continue;
1254                         }
1255 #endif
1256                         nbusy++;
1257                         if (show_busybufs > 0) {
1258                                 printf(
1259             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1260                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1261                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1262                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1263                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1264                                 if (show_busybufs > 1)
1265                                         vn_printf(bp->b_vp,
1266                                             "vnode content: ");
1267                         }
1268                 }
1269         }
1270         if (nbusy) {
1271                 /*
1272                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1273                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1274                  */
1275                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1276                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1277         } else {
1278                 if (!first_buf_printf)
1279                         printf("Final sync complete\n");
1280                 /*
1281                  * Unmount filesystems
1282                  */
1283                 if (panicstr == 0)
1284                         vfs_unmountall();
1285         }
1286         swapoff_all();
1287         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1288 }
1289
1290 static void
1291 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1292 {
1293
1294         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1295
1296         /*
1297          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1298          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1299          */
1300         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1301         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1302         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1303             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1304 }
1305
1306 /*
1307  *      binsfree:
1308  *
1309  *      Insert the buffer into the appropriate free list.
1310  */
1311 static void
1312 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1313 {
1314         struct mtx *olock, *nlock;
1315
1316         if (qindex != QUEUE_EMPTY) {
1317                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1318         }
1319
1320         /*
1321          * Stick to the same clean queue for the lifetime of the buf to
1322          * limit locking below.  Otherwise pick ont sequentially.
1323          */
1324         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1325                 if (bqisclean(bp->b_qindex))
1326                         qindex = bp->b_qindex;
1327                 else
1328                         qindex = bqcleanq();
1329         }
1330
1331         /*
1332          * Handle delayed bremfree() processing.
1333          */
1334         nlock = bqlock(qindex);
1335         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1336                 olock = bqlock(bp->b_qindex);
1337                 mtx_lock(olock);
1338                 bremfreel(bp);
1339                 if (olock != nlock) {
1340                         mtx_unlock(olock);
1341                         mtx_lock(nlock);
1342                 }
1343         } else
1344                 mtx_lock(nlock);
1345
1346         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1347                 panic("binsfree: free buffer onto another queue???");
1348
1349         bp->b_qindex = qindex;
1350         if (bp->b_flags & B_AGE)
1351                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1352         else
1353                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1354 #ifdef INVARIANTS
1355         bq_len[bp->b_qindex]++;
1356 #endif
1357         mtx_unlock(nlock);
1358 }
1359
1360 /*
1361  * buf_free:
1362  *
1363  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1364  */
1365 static void
1366 buf_free(struct buf *bp)
1367 {
1368
1369         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1370                 bremfreef(bp);
1371         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1372                 panic("losing buffer 1");
1373         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1374                 crfree(bp->b_rcred);
1375                 bp->b_rcred = NOCRED;
1376         }
1377         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1378                 crfree(bp->b_wcred);
1379                 bp->b_wcred = NOCRED;
1380         }
1381         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1382                 buf_deallocate(bp);
1383         bufkva_free(bp);
1384         BUF_UNLOCK(bp);
1385         uma_zfree(buf_zone, bp);
1386         atomic_add_int(&numfreebuffers, 1);
1387         bufspace_wakeup();
1388 }
1389
1390 /*
1391  * buf_import:
1392  *
1393  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1394  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1395  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1396  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1397  */
1398 static int
1399 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int flags)
1400 {
1401         struct buf *bp;
1402         int i;
1403
1404         mtx_lock(&bqlocks[QUEUE_EMPTY]);
1405         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1406                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
1407                 if (bp == NULL)
1408                         break;
1409                 bremfreel(bp);
1410                 store[i] = bp;
1411         }
1412         mtx_unlock(&bqlocks[QUEUE_EMPTY]);
1413
1414         return (i);
1415 }
1416
1417 /*
1418  * buf_release:
1419  *
1420  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1421  */
1422 static void
1423 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1424 {
1425         int i;
1426
1427         for (i = 0; i < cnt; i++)
1428                 binsfree(store[i], QUEUE_EMPTY);
1429 }
1430
1431 /*
1432  * buf_alloc:
1433  *
1434  *      Allocate an empty buffer header.
1435  */
1436 static struct buf *
1437 buf_alloc(void)
1438 {
1439         struct buf *bp;
1440
1441         bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1442         if (bp == NULL) {
1443                 bufspace_daemonwakeup();
1444                 atomic_add_int(&numbufallocfails, 1);
1445                 return (NULL);
1446         }
1447
1448         /*
1449          * Wake-up the bufspace daemon on transition.
1450          */
1451         if (atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1) == lofreebuffers)
1452                 bufspace_daemonwakeup();
1453
1454         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1455                 panic("getnewbuf_empty: Locked buf %p on free queue.", bp);
1456         
1457         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1458             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1459         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1460             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1461         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1462             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1463         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1464             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1465         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1466         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1467
1468         bp->b_flags = 0;
1469         bp->b_ioflags = 0;
1470         bp->b_xflags = 0;
1471         bp->b_vflags = 0;
1472         bp->b_vp = NULL;
1473         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1474         bp->b_offset = NOOFFSET;
1475         bp->b_iodone = 0;
1476         bp->b_error = 0;
1477         bp->b_resid = 0;
1478         bp->b_bcount = 0;
1479         bp->b_npages = 0;
1480         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1481         bp->b_bufobj = NULL;
1482         bp->b_pin_count = 0;
1483         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1484         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1485         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1486         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1487         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1488
1489         return (bp);
1490 }
1491
1492 /*
1493  *      buf_qrecycle:
1494  *
1495  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1496  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1497  *      defragmenting.
1498  */
1499 static int
1500 buf_qrecycle(int qindex, bool kva)
1501 {
1502         struct buf *bp, *nbp;
1503
1504         if (kva)
1505                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
1506         nbp = NULL;
1507         mtx_lock(&bqlocks[qindex]);
1508         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[qindex]);
1509
1510         /*
1511          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1512          * depending.
1513          */
1514         while ((bp = nbp) != NULL) {
1515                 /*
1516                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1517                  * release the bqlock).
1518                  */
1519                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1520
1521                 /*
1522                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1523                  * some kva to reclaim.
1524                  */
1525                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1526                         continue;
1527
1528                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1529                         continue;
1530
1531                 /*
1532                  * Skip buffers with background writes in progress.
1533                  */
1534                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1535                         BUF_UNLOCK(bp);
1536                         continue;
1537                 }
1538
1539                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
1540                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
1541                 /*
1542                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1543                  * the scan from this point on.
1544                  */
1545                 bremfreel(bp);
1546                 mtx_unlock(&bqlocks[qindex]);
1547
1548                 /*
1549                  * Requeue the background write buffer with error and
1550                  * restart the scan.
1551                  */
1552                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1553                         bqrelse(bp);
1554                         mtx_lock(&bqlocks[qindex]);
1555                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[qindex]);
1556                         continue;
1557                 }
1558                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1559                 brelse(bp);
1560                 return (0);
1561         }
1562         mtx_unlock(&bqlocks[qindex]);
1563
1564         return (ENOBUFS);
1565 }
1566
1567 /*
1568  *      buf_recycle:
1569  *
1570  *      Iterate through all clean queues until we find a buf to recycle or
1571  *      exhaust the search.
1572  */
1573 static int
1574 buf_recycle(bool kva)
1575 {
1576         int qindex, first_qindex;
1577
1578         qindex = first_qindex = bqcleanq();
1579         do {
1580                 if (buf_qrecycle(qindex, kva) == 0)
1581                         return (0);
1582                 if (++qindex == QUEUE_CLEAN + clean_queues)
1583                         qindex = QUEUE_CLEAN;
1584         } while (qindex != first_qindex);
1585
1586         return (ENOBUFS);
1587 }
1588
1589 /*
1590  *      buf_scan:
1591  *
1592  *      Scan the clean queues looking for a buffer to recycle.  needsbuffer
1593  *      is set on failure so that the caller may optionally bufspace_wait()
1594  *      in a race-free fashion.
1595  */
1596 static int
1597 buf_scan(bool defrag)
1598 {
1599         int error;
1600
1601         /*
1602          * To avoid heavy synchronization and wakeup races we set
1603          * needsbuffer and re-poll before failing.  This ensures that
1604          * no frees can be missed between an unsuccessful poll and
1605          * going to sleep in a synchronized fashion.
1606          */
1607         if ((error = buf_recycle(defrag)) != 0) {
1608                 atomic_set_int(&needsbuffer, 1);
1609                 bufspace_daemonwakeup();
1610                 error = buf_recycle(defrag);
1611         }
1612         if (error == 0)
1613                 atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
1614         return (error);
1615 }
1616
1617 /*
1618  *      bremfree:
1619  *
1620  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1621  *      
1622  */
1623 void
1624 bremfree(struct buf *bp)
1625 {
1626
1627         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1628         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1629             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1630         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1631             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1632         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1633
1634         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1635 }
1636
1637 /*
1638  *      bremfreef:
1639  *
1640  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1641  *      it abuses the b_freelist pointer.
1642  */
1643 void
1644 bremfreef(struct buf *bp)
1645 {
1646         struct mtx *qlock;
1647
1648         qlock = bqlock(bp->b_qindex);
1649         mtx_lock(qlock);
1650         bremfreel(bp);
1651         mtx_unlock(qlock);
1652 }
1653
1654 /*
1655  *      bremfreel:
1656  *
1657  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1658  *      correct qlock held.
1659  */
1660 static void
1661 bremfreel(struct buf *bp)
1662 {
1663
1664         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
1665             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1666         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1667             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
1668         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1669                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1670         }
1671         mtx_assert(bqlock(bp->b_qindex), MA_OWNED);
1672
1673         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1674 #ifdef INVARIANTS
1675         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
1676             bp->b_qindex));
1677         bq_len[bp->b_qindex]--;
1678 #endif
1679         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1680         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1681 }
1682
1683 /*
1684  *      bufkva_free:
1685  *
1686  *      Free the kva allocation for a buffer.
1687  *
1688  */
1689 static void
1690 bufkva_free(struct buf *bp)
1691 {
1692
1693 #ifdef INVARIANTS
1694         if (bp->b_kvasize == 0) {
1695                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1696                     bp->b_data == unmapped_buf,
1697                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1698         } else if (buf_mapped(bp))
1699                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1700         else
1701                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1702 #endif
1703         if (bp->b_kvasize == 0)
1704                 return;
1705
1706         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
1707         atomic_subtract_long(&bufkvaspace, bp->b_kvasize);
1708         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
1709         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1710         bp->b_kvasize = 0;
1711 }
1712
1713 /*
1714  *      bufkva_alloc:
1715  *
1716  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
1717  */
1718 static int
1719 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
1720 {
1721         vm_offset_t addr;
1722         int error;
1723
1724         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
1725             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
1726
1727         bufkva_free(bp);
1728
1729         addr = 0;
1730         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
1731         if (error != 0) {
1732                 /*
1733                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
1734                  * to defragment the map.
1735                  */
1736                 return (error);
1737         }
1738         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
1739         bp->b_kvasize = maxsize;
1740         atomic_add_long(&bufkvaspace, bp->b_kvasize);
1741         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
1742                 bp->b_data = unmapped_buf;
1743                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1744         } else {
1745                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1746                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1747         }
1748         return (0);
1749 }
1750
1751 /*
1752  *      bufkva_reclaim:
1753  *
1754  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
1755  *      callback that fires to avoid returning failure.
1756  */
1757 static void
1758 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
1759 {
1760         int i;
1761
1762         for (i = 0; i < 5; i++)
1763                 if (buf_scan(true) != 0)
1764                         break;
1765         return;
1766 }
1767
1768
1769 /*
1770  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
1771  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
1772  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
1773  */
1774 void
1775 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
1776     int cnt, struct ucred * cred)
1777 {
1778         struct buf *rabp;
1779         int i;
1780
1781         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
1782                 if (inmem(vp, *rablkno))
1783                         continue;
1784                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
1785
1786                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1787                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1788                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
1789                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
1790                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
1791                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1792                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
1793                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1794                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
1795                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
1796                         BUF_KERNPROC(rabp);
1797                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
1798                         bstrategy(rabp);
1799                 } else {
1800                         brelse(rabp);
1801                 }
1802         }
1803 }
1804
1805 /*
1806  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
1807  *
1808  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
1809  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
1810  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
1811  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
1812  */
1813 int
1814 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
1815     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
1816 {
1817         struct buf *bp;
1818         int rv = 0, readwait = 0;
1819
1820         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
1821         /*
1822          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
1823          */
1824         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
1825         if (bp == NULL)
1826                 return (EBUSY);
1827
1828         /* if not found in cache, do some I/O */
1829         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1830                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1831                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
1832                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
1833                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
1834                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1835                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1836                         bp->b_rcred = crhold(cred);
1837                 vfs_busy_pages(bp, 0);
1838                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1839                 bstrategy(bp);
1840                 ++readwait;
1841         }
1842
1843         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
1844
1845         if (readwait) {
1846                 rv = bufwait(bp);
1847         }
1848         return (rv);
1849 }
1850
1851 /*
1852  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1853  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1854  * is invalid.
1855  *
1856  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1857  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1858  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1859  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1860  * here.
1861  */
1862 int
1863 bufwrite(struct buf *bp)
1864 {
1865         int oldflags;
1866         struct vnode *vp;
1867         long space;
1868         int vp_md;
1869
1870         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1871         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
1872                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
1873                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
1874                 brelse(bp);
1875                 return (ENXIO);
1876         }
1877         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1878                 brelse(bp);
1879                 return (0);
1880         }
1881
1882         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1883                 barrierwrites++;
1884
1885         oldflags = bp->b_flags;
1886
1887         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1888
1889         if (bp->b_pin_count > 0)
1890                 bunpin_wait(bp);
1891
1892         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1893             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1894
1895         vp = bp->b_vp;
1896         if (vp)
1897                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1898         else
1899                 vp_md = 0;
1900
1901         /*
1902          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1903          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1904          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1905          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1906          */
1907         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1908         bundirty(bp);
1909
1910         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1911         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1912         bp->b_flags |= B_CACHE;
1913         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1914
1915         vfs_busy_pages(bp, 1);
1916
1917         /*
1918          * Normal bwrites pipeline writes
1919          */
1920         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1921         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1922
1923         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1924                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1925         if (oldflags & B_ASYNC)
1926                 BUF_KERNPROC(bp);
1927         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1928         bstrategy(bp);
1929
1930         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1931                 int rtval = bufwait(bp);
1932                 brelse(bp);
1933                 return (rtval);
1934         } else if (space > hirunningspace) {
1935                 /*
1936                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1937                  * system.  We will not deadlock here because
1938                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
1939                  * to complete. We do not block here if it is the update
1940                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
1941                  * to deadlock.
1942                  */
1943                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
1944                         waitrunningbufspace();
1945         }
1946
1947         return (0);
1948 }
1949
1950 void
1951 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
1952 {
1953         struct buf *nbp;
1954
1955         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
1956                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
1957                 altbufferflushes++;
1958         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
1959                 BO_LOCK(bo);
1960                 /*
1961                  * Try to find a buffer to flush.
1962                  */
1963                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
1964                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
1965                             BUF_LOCK(nbp,
1966                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
1967                                 continue;
1968                         if (bp == nbp)
1969                                 panic("bdwrite: found ourselves");
1970                         BO_UNLOCK(bo);
1971                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
1972                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
1973                                 BO_LOCK(bo);
1974                                 BUF_UNLOCK(nbp);
1975                                 continue;
1976                         }
1977                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
1978                                 vfs_bio_awrite(nbp);
1979                         } else {
1980                                 bremfree(nbp);
1981                                 bawrite(nbp);
1982                         }
1983                         dirtybufferflushes++;
1984                         break;
1985                 }
1986                 if (nbp == NULL)
1987                         BO_UNLOCK(bo);
1988         }
1989 }
1990
1991 /*
1992  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1993  * anything if the buffer is marked invalid.
1994  *
1995  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1996  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1997  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1998  * out synchronously.
1999  */
2000 void
2001 bdwrite(struct buf *bp)
2002 {
2003         struct thread *td = curthread;
2004         struct vnode *vp;
2005         struct bufobj *bo;
2006
2007         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2008         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2009         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2010             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2011         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2012
2013         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2014                 brelse(bp);
2015                 return;
2016         }
2017
2018         /*
2019          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2020          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2021          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2022          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2023          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2024          */
2025         vp = bp->b_vp;
2026         bo = bp->b_bufobj;
2027         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2028                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2029                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2030                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2031         } else
2032                 recursiveflushes++;
2033
2034         bdirty(bp);
2035         /*
2036          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2037          * true even of NFS now.
2038          */
2039         bp->b_flags |= B_CACHE;
2040
2041         /*
2042          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2043          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2044          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2045          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2046          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2047          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2048          * the bmap then...  So, this is important to do.
2049          */
2050         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2051                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2052         }
2053
2054         /*
2055          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2056          * pages.
2057          *
2058          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2059          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2060          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2061          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2062          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2063          * or perhaps the cluster will be completed.
2064          */
2065         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2066         bqrelse(bp);
2067
2068         /*
2069          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2070          * due to the softdep code.
2071          */
2072 }
2073
2074 /*
2075  *      bdirty:
2076  *
2077  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2078  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2079  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2080  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2081  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2082  *
2083  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2084  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2085  *      should only be called if the buffer is known-good.
2086  *
2087  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2088  *      count.
2089  *
2090  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2091  */
2092 void
2093 bdirty(struct buf *bp)
2094 {
2095
2096         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2097             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2098         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2099         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2100             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2101         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2102         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2103         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2104
2105         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2106                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2107                 reassignbuf(bp);
2108                 bdirtyadd();
2109         }
2110 }
2111
2112 /*
2113  *      bundirty:
2114  *
2115  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2116  *
2117  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2118  *      count.
2119  *      
2120  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2121  */
2122
2123 void
2124 bundirty(struct buf *bp)
2125 {
2126
2127         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2128         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2129         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2130             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2131         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2132
2133         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2134                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2135                 reassignbuf(bp);
2136                 bdirtysub();
2137         }
2138         /*
2139          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2140          */
2141         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2142 }
2143
2144 /*
2145  *      bawrite:
2146  *
2147  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2148  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2149  *
2150  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2151  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2152  */
2153 void
2154 bawrite(struct buf *bp)
2155 {
2156
2157         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2158         (void) bwrite(bp);
2159 }
2160
2161 /*
2162  *      babarrierwrite:
2163  *
2164  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2165  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2166  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2167  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2168  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2169  */
2170 void
2171 babarrierwrite(struct buf *bp)
2172 {
2173
2174         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2175         (void) bwrite(bp);
2176 }
2177
2178 /*
2179  *      bbarrierwrite:
2180  *
2181  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2182  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2183  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2184  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2185  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2186  */
2187 int
2188 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2189 {
2190
2191         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2192         return (bwrite(bp));
2193 }
2194
2195 /*
2196  *      bwillwrite:
2197  *
2198  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2199  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2200  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2201  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2202  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2203  */
2204 void
2205 bwillwrite(void)
2206 {
2207
2208         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
2209                 mtx_lock(&bdirtylock);
2210                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
2211                         bdirtywait = 1;
2212                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2213                             "flswai", 0);
2214                 }
2215                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2216         }
2217 }
2218
2219 /*
2220  * Return true if we have too many dirty buffers.
2221  */
2222 int
2223 buf_dirty_count_severe(void)
2224 {
2225
2226         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
2227 }
2228
2229 /*
2230  *      brelse:
2231  *
2232  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2233  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2234  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2235  */
2236 void
2237 brelse(struct buf *bp)
2238 {
2239         int qindex;
2240
2241         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2242             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2243         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2244             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2245         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2246             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2247
2248         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2249                 /*
2250                  * Do not process, in particular, do not handle the
2251                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2252                  */
2253                 BUF_UNLOCK(bp);
2254                 return;
2255         }
2256
2257         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2258                 bqrelse(bp);
2259                 return;
2260         }
2261
2262         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2263                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2264                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2265                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2266                 bdirty(bp);
2267         }
2268         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2269             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2270                 /*
2271                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
2272                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
2273                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
2274                  * is futile.
2275                  */
2276                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2277                 bdirty(bp);
2278         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2279             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2280                 /*
2281                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
2282                  * cache the buffer.
2283                  */
2284                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2285                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2286                         buf_deallocate(bp);
2287                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2288                         bdirtysub();
2289                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2290                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2291                         allocbuf(bp, 0);
2292                         if (bp->b_vp)
2293                                 brelvp(bp);
2294                 }
2295         }
2296
2297         /*
2298          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2299          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2300          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2301          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2302          * 
2303          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2304          * if B_DELWRI is set.
2305          */
2306         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2307                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2308
2309         /*
2310          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2311          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2312          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2313          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2314          *
2315          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2316          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2317          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2318          *
2319          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2320          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2321          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2322          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2323          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2324          * background write.
2325          */
2326         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2327             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2328             !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
2329             (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2330             !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) && (bp->b_flags & B_DELWRI))) {
2331                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2332                 allocbuf(bp, 0);
2333         }
2334
2335         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2336             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2337                 allocbuf(bp, 0);
2338                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2339                 if (bp->b_vp != NULL)
2340                         brelvp(bp);
2341         }
2342                         
2343         /*
2344          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2345          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2346          * doesn't find it.
2347          */
2348         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2349             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2350                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2351         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2352                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2353                         bundirty(bp);
2354                 if (bp->b_vp)
2355                         brelvp(bp);
2356         }
2357
2358         /* buffers with no memory */
2359         if (bp->b_bufsize == 0) {
2360                 buf_free(bp);
2361                 return;
2362         }
2363         /* buffers with junk contents */
2364         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2365             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2366                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2367                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2368                         panic("losing buffer 2");
2369                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2370                 bp->b_flags |= B_AGE;
2371         /* remaining buffers */
2372         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2373                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2374         else
2375                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2376
2377         binsfree(bp, qindex);
2378
2379         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2380         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2381                 panic("brelse: not dirty");
2382         /* unlock */
2383         BUF_UNLOCK(bp);
2384         if (qindex == QUEUE_CLEAN)
2385                 bufspace_wakeup();
2386 }
2387
2388 /*
2389  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2390  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2391  *
2392  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2393  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2394  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2395  * again soon.
2396  *
2397  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2398  */
2399 void
2400 bqrelse(struct buf *bp)
2401 {
2402         int qindex;
2403
2404         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2405         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2406             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2407
2408         qindex = QUEUE_NONE;
2409         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2410                 /* do not release to free list */
2411                 BUF_UNLOCK(bp);
2412                 return;
2413         }
2414         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2415
2416         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2417                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2418                         bremfreef(bp);
2419                 goto out;
2420         }
2421
2422         /* buffers with stale but valid contents */
2423         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2424             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2425                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2426                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2427                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2428                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2429         } else {
2430                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2431                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2432                         panic("bqrelse: not dirty");
2433                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2434                         brelse(bp);
2435                         return;
2436                 }
2437                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2438         }
2439         binsfree(bp, qindex);
2440
2441 out:
2442         /* unlock */
2443         BUF_UNLOCK(bp);
2444         if (qindex == QUEUE_CLEAN)
2445                 bufspace_wakeup();
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2450  * restore bogus pages.
2451  */
2452 static void
2453 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2454 {
2455         vm_ooffset_t foff;
2456         vm_page_t m;
2457         vm_object_t obj;
2458         struct vnode *vp;
2459         int bogus, i, iosize;
2460
2461         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2462         KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
2463             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2464             obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
2465
2466         vp = bp->b_vp;
2467         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2468             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2469         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2470             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2471
2472         foff = bp->b_offset;
2473         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2474             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2475
2476         bogus = 0;
2477         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2478         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2479         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2480                 int resid;
2481
2482                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2483                 if (resid > iosize)
2484                         resid = iosize;
2485
2486                 /*
2487                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2488                  */
2489                 m = bp->b_pages[i];
2490                 if (m == bogus_page) {
2491                         bogus = 1;
2492                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2493                         if (m == NULL)
2494                                 panic("biodone: page disappeared!");
2495                         bp->b_pages[i] = m;
2496                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2497                         /*
2498                          * In the write case, the valid and clean bits are
2499                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2500                          * only need to do this here in the read case.
2501                          */
2502                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2503                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2504                             "has unexpected dirty bits", m));
2505                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2506                 }
2507                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2508                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2509                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2510
2511                 vm_page_sunbusy(m);
2512                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2513                 iosize -= resid;
2514         }
2515         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2516         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2517         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2518                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2519                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2520                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2521         }
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Unwire a page held by a buf and place it on the appropriate vm queue.
2526  */
2527 static void
2528 vfs_vmio_unwire(struct buf *bp, vm_page_t m)
2529 {
2530         bool freed;
2531
2532         vm_page_lock(m);
2533         if (vm_page_unwire(m, PQ_NONE)) {
2534                 /*
2535                  * Determine if the page should be freed before adding
2536                  * it to the inactive queue.
2537                  */
2538                 if (m->valid == 0) {
2539                         freed = !vm_page_busied(m);
2540                         if (freed)
2541                                 vm_page_free(m);
2542                 } else if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0)
2543                         freed = vm_page_try_to_free(m);
2544                 else
2545                         freed = false;
2546                 if (!freed) {
2547                         /*
2548                          * If the page is unlikely to be reused, let the
2549                          * VM know.  Otherwise, maintain LRU page
2550                          * ordering and put the page at the tail of the
2551                          * inactive queue.
2552                          */
2553                         if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0)
2554                                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
2555                         else
2556                                 vm_page_deactivate(m);
2557                 }
2558         }
2559         vm_page_unlock(m);
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2564  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2565  */
2566 static void
2567 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2568 {
2569         vm_object_t obj;
2570         vm_page_t m;
2571         int i, resid, poffset, presid;
2572
2573         if (buf_mapped(bp)) {
2574                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2575                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2576         } else
2577                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2578         /*
2579          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2580          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2581          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2582          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2583          *
2584          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2585          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2586          * m->dirty, etc...). 
2587          *
2588          * See man buf(9) for more information
2589          */
2590         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2591         resid = bp->b_bufsize;
2592         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2593         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2594         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2595                 m = bp->b_pages[i];
2596                 if (m == bogus_page)
2597                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2598                 bp->b_pages[i] = NULL;
2599
2600                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2601                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2602                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2603                 while (vm_page_xbusied(m)) {
2604                         vm_page_lock(m);
2605                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2606                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh");
2607                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2608                 }
2609                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2610                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2611                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2612                 resid -= presid;
2613                 poffset = 0;
2614         }
2615         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2616         bp->b_npages = 0;
2617 }
2618
2619 /*
2620  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
2621  */
2622 static void
2623 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
2624 {
2625         vm_object_t obj;
2626         vm_page_t m;
2627         int i;
2628
2629         if (bp->b_npages == desiredpages)
2630                 return;
2631
2632         if (buf_mapped(bp)) {
2633                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2634                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2635                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
2636         } else
2637                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2638         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2639         if (obj != NULL)
2640                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2641         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2642                 m = bp->b_pages[i];
2643                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
2644                 bp->b_pages[i] = NULL;
2645                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2646         }
2647         if (obj != NULL)
2648                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2649         bp->b_npages = desiredpages;
2650 }
2651
2652 /*
2653  * Byte granular extension of VMIO buffers.
2654  */
2655 static void
2656 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
2657 {
2658         /*
2659          * We are growing the buffer, possibly in a 
2660          * byte-granular fashion.
2661          */
2662         vm_object_t obj;
2663         vm_offset_t toff;
2664         vm_offset_t tinc;
2665         vm_page_t m;
2666
2667         /*
2668          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
2669          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
2670          * are not valid for the range covered by the buffer.
2671          */
2672         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2673         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2674         while (bp->b_npages < desiredpages) {
2675                 /*
2676                  * We must allocate system pages since blocking
2677                  * here could interfere with paging I/O, no
2678                  * matter which process we are.
2679                  *
2680                  * Only exclusive busy can be tested here.
2681                  * Blocking on shared busy might lead to
2682                  * deadlocks once allocbuf() is called after
2683                  * pages are vfs_busy_pages().
2684                  */
2685                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
2686                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SYSTEM |
2687                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
2688                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
2689                 if (m->valid == 0)
2690                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2691                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2692                 ++bp->b_npages;
2693         }
2694
2695         /*
2696          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
2697          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
2698          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
2699          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
2700          * aligned range ( newbsize ).
2701          *
2702          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
2703          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
2704          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
2705          * fails with NFS if the server or some other client
2706          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
2707          * B_CACHE may remain set! XXX
2708          */
2709         toff = bp->b_bcount;
2710         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
2711         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
2712                 vm_pindex_t pi;
2713
2714                 if (tinc > (size - toff))
2715                         tinc = size - toff;
2716                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
2717                 m = bp->b_pages[pi];
2718                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
2719                 toff += tinc;
2720                 tinc = PAGE_SIZE;
2721         }
2722         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2723
2724         /*
2725          * Step 3, fixup the KVA pmap.
2726          */
2727         if (buf_mapped(bp))
2728                 bpmap_qenter(bp);
2729         else
2730                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2731 }
2732
2733 /*
2734  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
2735  * write.
2736  */
2737 static int
2738 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
2739 {
2740         struct buf *bpa;
2741         int match;
2742
2743         match = 0;
2744
2745         /* If the buf isn't in core skip it */
2746         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
2747                 return (0);
2748
2749         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
2750         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2751                 return (0);
2752
2753         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
2754         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
2755             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
2756                 goto done;
2757
2758         if (bpa->b_bufsize != size)
2759                 goto done;
2760
2761         /*
2762          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
2763          * block has been mapped.
2764          */
2765         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
2766                 match = 1;
2767 done:
2768         BUF_UNLOCK(bpa);
2769         return (match);
2770 }
2771
2772 /*
2773  *      vfs_bio_awrite:
2774  *
2775  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
2776  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
2777  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
2778  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
2779  */
2780 int
2781 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
2782 {
2783         struct bufobj *bo;
2784         int i;
2785         int j;
2786         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
2787         struct vnode *vp = bp->b_vp;
2788         int ncl;
2789         int nwritten;
2790         int size;
2791         int maxcl;
2792         int gbflags;
2793
2794         bo = &vp->v_bufobj;
2795         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
2796         /*
2797          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
2798          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
2799          * rather then at the beginning.
2800          */
2801         if ((vp->v_type == VREG) && 
2802             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
2803             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
2804
2805                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2806                 maxcl = MAXPHYS / size;
2807
2808                 BO_RLOCK(bo);
2809                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
2810                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
2811                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2812                                 break;
2813
2814                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
2815                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
2816                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2817                                 break;
2818                 BO_RUNLOCK(bo);
2819                 --j;
2820                 ncl = i + j;
2821                 /*
2822                  * this is a possible cluster write
2823                  */
2824                 if (ncl != 1) {
2825                         BUF_UNLOCK(bp);
2826                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
2827                             gbflags);
2828                         return (nwritten);
2829                 }
2830         }
2831         bremfree(bp);
2832         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2833         /*
2834          * default (old) behavior, writing out only one block
2835          *
2836          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
2837          */
2838         nwritten = bp->b_bufsize;
2839         (void) bwrite(bp);
2840
2841         return (nwritten);
2842 }
2843
2844 /*
2845  *      getnewbuf_kva:
2846  *
2847  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
2848  */
2849 static int
2850 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
2851 {
2852
2853         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
2854                 /*
2855                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
2856                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
2857                  */
2858                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2859
2860                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
2861                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
2862                         return (ENOSPC);
2863         }
2864         return (0);
2865 }
2866
2867 /*
2868  *      getnewbuf:
2869  *
2870  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2871  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2872  *
2873  *      We block if:
2874  *              We have insufficient buffer headers
2875  *              We have insufficient buffer space
2876  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
2877  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2878  *
2879  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
2880  *      allocbuf() is called.
2881  */
2882 static struct buf *
2883 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
2884 {
2885         struct buf *bp;
2886         bool metadata, reserved;
2887
2888         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2889             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2890         if (!unmapped_buf_allowed)
2891                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2892
2893         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2894             vp->v_type == VCHR)
2895                 metadata = true;
2896         else
2897                 metadata = false;
2898         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2899         reserved = false;
2900         do {
2901                 if (reserved == false &&
2902                     bufspace_reserve(maxsize, metadata) != 0)
2903                         continue;
2904                 reserved = true;
2905                 if ((bp = buf_alloc()) == NULL)
2906                         continue;
2907                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
2908                         return (bp);
2909                 break;
2910         } while(buf_scan(false) == 0);
2911
2912         if (reserved)
2913                 bufspace_release(maxsize);
2914         if (bp != NULL) {
2915                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2916                 brelse(bp);
2917         }
2918         bufspace_wait(vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
2919
2920         return (NULL);
2921 }
2922
2923 /*
2924  *      buf_daemon:
2925  *
2926  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2927  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2928  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2929  */
2930 static struct kproc_desc buf_kp = {
2931         "bufdaemon",
2932         buf_daemon,
2933         &bufdaemonproc
2934 };
2935 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2936
2937 static int
2938 buf_flush(struct vnode *vp, int target)
2939 {
2940         int flushed;
2941
2942         flushed = flushbufqueues(vp, target, 0);
2943         if (flushed == 0) {
2944                 /*
2945                  * Could not find any buffers without rollback
2946                  * dependencies, so just write the first one
2947                  * in the hopes of eventually making progress.
2948                  */
2949                 if (vp != NULL && target > 2)
2950                         target /= 2;
2951                 flushbufqueues(vp, target, 1);
2952         }
2953         return (flushed);
2954 }
2955
2956 static void
2957 buf_daemon()
2958 {
2959         int lodirty;
2960
2961         /*
2962          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2963          */
2964         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2965             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2966
2967         /*
2968          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2969          */
2970         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2971         mtx_lock(&bdlock);
2972         for (;;) {
2973                 bd_request = 0;
2974                 mtx_unlock(&bdlock);
2975
2976                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2977                 lodirty = lodirtybuffers;
2978                 if (bd_speedupreq) {
2979                         lodirty = numdirtybuffers / 2;
2980                         bd_speedupreq = 0;
2981                 }
2982                 /*
2983                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2984                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2985                  * the I/O system.
2986                  */
2987                 while (numdirtybuffers > lodirty) {
2988                         if (buf_flush(NULL, numdirtybuffers - lodirty) == 0)
2989                                 break;
2990                         kern_yield(PRI_USER);
2991                 }
2992
2993                 /*
2994                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2995                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2996                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2997                  * built up, within reason.
2998                  *
2999                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3000                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3001                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3002                  */
3003                 mtx_lock(&bdlock);
3004                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
3005                         /*
3006                          * We reached our low water mark, reset the
3007                          * request and sleep until we are needed again.
3008                          * The sleep is just so the suspend code works.
3009                          */
3010                         bd_request = 0;
3011                         /*
3012                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3013                          * changed via sysctl and the explicit transition
3014                          * out of shortfall was missed.
3015                          */
3016                         bdirtywakeup();
3017                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3018                                 runningwakeup();
3019                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3020                 } else {
3021                         /*
3022                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3023                          * still have too many dirty buffers, we
3024                          * have to sleep and try again.  (rare)
3025                          */
3026                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3027                 }
3028         }
3029 }
3030
3031 /*
3032  *      flushbufqueues:
3033  *
3034  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3035  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3036  *      particularly sensitive to.
3037  */
3038 static int flushwithdeps = 0;
3039 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
3040     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3041
3042 static int
3043 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int target, int flushdeps)
3044 {
3045         struct buf *sentinel;
3046         struct vnode *vp;
3047         struct mount *mp;
3048         struct buf *bp;
3049         int hasdeps;
3050         int flushed;
3051         int queue;
3052         int error;
3053         bool unlock;
3054
3055         flushed = 0;
3056         queue = QUEUE_DIRTY;
3057         bp = NULL;
3058         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3059         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3060         mtx_lock(&bqlocks[queue]);
3061         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
3062         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3063         while (flushed != target) {
3064                 maybe_yield();
3065                 mtx_lock(&bqlocks[queue]);
3066                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3067                 if (bp != NULL) {
3068                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
3069                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
3070                             b_freelist);
3071                 } else {
3072                         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3073                         break;
3074                 }
3075                 /*
3076                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3077                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3078                  *
3079                  * Only flush the buffers that belong to the
3080                  * vnode locked by the curthread.
3081                  */
3082                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3083                     bp->b_vp != lvp)) {
3084                         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3085                         continue;
3086                 }
3087                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3088                 mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3089                 if (error != 0)
3090                         continue;
3091                 if (bp->b_pin_count > 0) {
3092                         BUF_UNLOCK(bp);
3093                         continue;
3094                 }
3095                 /*
3096                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3097                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3098                  */
3099                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3100                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3101                         BUF_UNLOCK(bp);
3102                         continue;
3103                 }
3104                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3105                         bremfreef(bp);
3106                         brelse(bp);
3107                         flushed++;
3108                         continue;
3109                 }
3110
3111                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3112                         if (flushdeps == 0) {
3113                                 BUF_UNLOCK(bp);
3114                                 continue;
3115                         }
3116                         hasdeps = 1;
3117                 } else
3118                         hasdeps = 0;
3119                 /*
3120                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3121                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3122                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3123                  * system.
3124                  *
3125                  * The lock order here is the reverse of the normal
3126                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3127                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3128                  */
3129                 vp = bp->b_vp;
3130                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3131                         BUF_UNLOCK(bp);
3132                         continue;
3133                 }
3134                 if (lvp == NULL) {
3135                         unlock = true;
3136                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3137                 } else {
3138                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3139                         unlock = false;
3140                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3141                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3142                 }
3143                 if (error == 0) {
3144                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3145                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3146                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3147                                 vfs_bio_awrite(bp);
3148                         } else {
3149                                 bremfree(bp);
3150                                 bwrite(bp);
3151                                 notbufdflushes++;
3152                         }
3153                         vn_finished_write(mp);
3154                         if (unlock)
3155                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3156                         flushwithdeps += hasdeps;
3157                         flushed++;
3158
3159                         /*
3160                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3161                          * vnode lock leads to deadlock.
3162                          */
3163                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3164                             runningbufspace > hirunningspace)
3165                                 waitrunningbufspace();
3166                         continue;
3167                 }
3168                 vn_finished_write(mp);
3169                 BUF_UNLOCK(bp);
3170         }
3171         mtx_lock(&bqlocks[queue]);
3172         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
3173         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3174         free(sentinel, M_TEMP);
3175         return (flushed);
3176 }
3177
3178 /*
3179  * Check to see if a block is currently memory resident.
3180  */
3181 struct buf *
3182 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3183 {
3184         struct buf *bp;
3185
3186         BO_RLOCK(bo);
3187         bp = gbincore(bo, blkno);
3188         BO_RUNLOCK(bo);
3189         return (bp);
3190 }
3191
3192 /*
3193  * Returns true if no I/O is needed to access the
3194  * associated VM object.  This is like incore except
3195  * it also hunts around in the VM system for the data.
3196  */
3197
3198 static int
3199 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3200 {
3201         vm_object_t obj;
3202         vm_offset_t toff, tinc, size;
3203         vm_page_t m;
3204         vm_ooffset_t off;
3205
3206         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3207
3208         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3209                 return 1;
3210         if (vp->v_mount == NULL)
3211                 return 0;
3212         obj = vp->v_object;
3213         if (obj == NULL)
3214                 return (0);
3215
3216         size = PAGE_SIZE;
3217         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3218                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3219         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3220
3221         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3222         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3223                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3224                 if (!m)
3225                         goto notinmem;
3226                 tinc = size;
3227                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3228                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3229                 if (vm_page_is_valid(m,
3230                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3231                         goto notinmem;
3232         }
3233         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3234         return 1;
3235
3236 notinmem:
3237         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3238         return (0);
3239 }
3240
3241 /*
3242  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3243  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3244  * to the size of the buffer.
3245  *
3246  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3247  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3248  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3249  *
3250  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3251  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3252  */
3253 static void
3254 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3255 {
3256         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3257         vm_page_t m;
3258         int i;
3259
3260         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3261                 return;
3262
3263         foff = bp->b_offset;
3264         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3265             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3266
3267         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3268         vfs_drain_busy_pages(bp);
3269         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3270         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3271                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3272                 eoff = noff;
3273                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3274                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3275                 m = bp->b_pages[i];
3276                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3277                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3278                 foff = noff;
3279         }
3280         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3281 }
3282
3283 static void
3284 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3285 {
3286         vm_object_t object;
3287         int i;
3288
3289         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3290         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3291
3292         /*
3293          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3294          * object has been flushed yet.
3295          */
3296         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3297                 vm_offset_t boffset;
3298                 vm_offset_t eoffset;
3299
3300                 /*
3301                  * test the pages to see if they have been modified directly
3302                  * by users through the VM system.
3303                  */
3304                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3305                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3306
3307                 /*
3308                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3309                  * (eoffset - boffset) bytes.
3310                  */
3311
3312                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3313                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3314                                 break;
3315                 }
3316                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3317
3318                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3319                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3320                                 break;
3321                         }
3322                 }
3323                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3324
3325                 /*
3326                  * Fit it to the buffer.
3327                  */
3328
3329                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3330                         eoffset = bp->b_bcount;
3331
3332                 /*
3333                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3334                  * dirty range.
3335                  */
3336
3337                 if (boffset < eoffset) {
3338                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3339                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3340                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3341                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3342                 }
3343         }
3344 }
3345
3346 /*
3347  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3348  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3349  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3350  */
3351 static void
3352 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3353 {
3354         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3355         off_t offset;
3356
3357         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3358             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3359         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3360             bp->b_data == unmapped_buf &&
3361             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3362         if (!need_mapping && !need_kva)
3363                 return;
3364
3365         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3366
3367         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3368                 /*
3369                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3370                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3371                  * allocated space.
3372                  */
3373                 goto has_addr;
3374         }
3375
3376         /*
3377          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3378          * if the buffer was mapped.
3379          */
3380         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3381         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3382         offset = blkno * bsize;
3383         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3384         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3385
3386         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3387                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3388                         /*
3389                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3390                          * succeed, not sure what else to do.
3391                          */
3392                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3393                 }
3394                 atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
3395                 bufspace_wait(bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3396         }
3397 has_addr:
3398         if (need_mapping) {
3399                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3400                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3401                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3402                 bpmap_qenter(bp);
3403         }
3404 }
3405
3406 /*
3407  *      getblk:
3408  *
3409  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3410  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3411  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3412  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3413  *      READ.
3414  *
3415  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3416  *      an existing buffer.
3417  *
3418  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3419  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3420  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3421  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3422  *
3423  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3424  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3425  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3426  *      backing VM.
3427  *
3428  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3429  *      B_CACHE bit is clear.
3430  *      
3431  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3432  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3433  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3434  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3435  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3436  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3437  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3438  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
3439  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3440  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3441  */
3442 struct buf *
3443 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3444     int flags)
3445 {
3446         struct buf *bp;
3447         struct bufobj *bo;
3448         int bsize, error, maxsize, vmio;
3449         off_t offset;
3450
3451         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3452         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3453             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3454         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3455         if (size > MAXBCACHEBUF)
3456                 panic("getblk: size(%d) > MAXBCACHEBUF(%d)\n", size,
3457                     MAXBCACHEBUF);
3458         if (!unmapped_buf_allowed)
3459                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3460
3461         bo = &vp->v_bufobj;
3462 loop:
3463         BO_RLOCK(bo);
3464         bp = gbincore(bo, blkno);
3465         if (bp != NULL) {
3466                 int lockflags;
3467                 /*
3468                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3469                  * it must be on a queue.
3470                  */
3471                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3472
3473                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3474                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3475
3476                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3477                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3478
3479                 /*
3480                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3481                  * the buffer changed identities.
3482                  */
3483                 if (error == ENOLCK)
3484                         goto loop;
3485                 /* We timed out or were interrupted. */
3486                 else if (error)
3487                         return (NULL);
3488                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3489                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3490                         goto end;
3491
3492                 /*
3493                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3494                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3495                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3496                  * backing VM cache.
3497                  */
3498                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3499                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3500                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3501                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3502                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3503                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3504                 else
3505                         bremfree(bp);
3506
3507                 /*
3508                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3509                  */
3510                 if (bp->b_bcount != size) {
3511                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3512                             (size > bp->b_kvasize)) {
3513                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3514                                         /*
3515                                          * If buffer is pinned and caller does
3516                                          * not want sleep  waiting for it to be
3517                                          * unpinned, bail out
3518                                          * */
3519                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
3520                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
3521                                                         bqrelse(bp);
3522                                                         return (NULL);
3523                                                 } else {
3524                                                         bunpin_wait(bp);
3525                                                 }
3526                                         }
3527                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3528                                         bwrite(bp);
3529                                 } else {
3530                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3531                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3532                                                 brelse(bp);
3533                                         } else {
3534                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3535                                                 bwrite(bp);
3536                                         }
3537                                 }
3538                                 goto loop;
3539                         }
3540                 }
3541
3542                 /*
3543                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3544                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3545                  * reservation is requested.
3546                  */
3547                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3548
3549                 /*
3550                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
3551                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3552                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3553                  * unchanged from its previous state.
3554                  */
3555                 allocbuf(bp, size);
3556
3557                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3558                     ("getblk: no buffer offset"));
3559
3560                 /*
3561                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3562                  * be committed before we can return the buffer in
3563                  * order to prevent the caller from issuing a read
3564                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3565                  * it.
3566                  *
3567                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3568                  * operate properly either because they assume they
3569                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3570                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3571                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3572                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3573                  * preventing further loops.
3574                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3575                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3576                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3577                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3578                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3579                  * after the write.
3580                  *
3581                  * We might be able to do something fancy, like setting
3582                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3583                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3584                  * confusing.  This is much easier.
3585                  */
3586
3587                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3588                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3589                         bwrite(bp);
3590                         goto loop;
3591                 }
3592                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3593         } else {
3594                 /*
3595                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3596                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3597                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3598                  */
3599                 BO_RUNLOCK(bo);
3600                 /*
3601                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3602                  * here.
3603                  */
3604                 if (flags & GB_NOCREAT)
3605                         return NULL;
3606                 if (numfreebuffers == 0 && TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3607                         return NULL;
3608
3609                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3610                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3611                 offset = blkno * bsize;
3612                 vmio = vp->v_object != NULL;
3613                 if (vmio) {
3614                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3615                 } else {
3616                         maxsize = size;
3617                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3618                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3619                 }
3620                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3621
3622                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
3623                 if (bp == NULL) {
3624                         if (slpflag || slptimeo)
3625                                 return NULL;
3626                         goto loop;
3627                 }
3628
3629                 /*
3630                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3631                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3632                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3633                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3634                  * throw away the one we just created.
3635                  *
3636                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3637                  * with the vp especially considering limitations in
3638                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3639                  * lblkno's.
3640                  */
3641                 BO_LOCK(bo);
3642                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3643                         BO_UNLOCK(bo);
3644                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3645                         brelse(bp);
3646                         bufspace_release(maxsize);
3647                         goto loop;
3648                 }
3649
3650                 /*
3651                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3652                  * be found by incore.
3653                  */
3654                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3655                 bp->b_offset = offset;
3656                 bgetvp(vp, bp);
3657                 BO_UNLOCK(bo);
3658
3659                 /*
3660                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3661                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3662                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3663                  * backing store for validity.
3664                  */
3665
3666                 if (vmio) {
3667                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3668                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3669                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3670                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3671                 } else {
3672                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3673                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3674                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3675                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3676                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3677                 }
3678
3679                 allocbuf(bp, size);
3680                 bufspace_release(maxsize);
3681                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3682         }
3683         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3684         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3685 end:
3686         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3687             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3688         return (bp);
3689 }
3690
3691 /*
3692  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3693  * set to B_INVAL.
3694  */
3695 struct buf *
3696 geteblk(int size, int flags)
3697 {
3698         struct buf *bp;
3699         int maxsize;
3700
3701         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3702         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
3703                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3704                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3705                         return (NULL);
3706         }
3707         allocbuf(bp, size);
3708         bufspace_release(maxsize);
3709         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3710         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3711         return (bp);
3712 }
3713
3714 /*
3715  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
3716  */
3717 static void
3718 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
3719 {
3720
3721         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3722                 /*
3723                  * malloced buffers are not shrunk
3724                  */
3725                 if (newbsize == 0) {
3726                         bufmallocadjust(bp, 0);
3727                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3728                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3729                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3730                 }
3731                 return;
3732         }
3733         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3734         bufspace_adjust(bp, newbsize);
3735 }
3736
3737 /*
3738  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
3739  */
3740 static void
3741 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
3742 {
3743         caddr_t origbuf;
3744         int origbufsize;
3745
3746         /*
3747          * We only use malloced memory on the first allocation.
3748          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3749          * grows.
3750          *
3751          * There is a potential smp race here that could lead
3752          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3753          * is probably extremely rare and not worth worrying
3754          * over.
3755          */
3756         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
3757             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
3758                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3759                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3760                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
3761                 return;
3762         }
3763
3764         /*
3765          * If the buffer is growing on its other-than-first
3766          * allocation then we revert to the page-allocation
3767          * scheme.
3768          */
3769         origbuf = NULL;
3770         origbufsize = 0;
3771         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3772                 origbuf = bp->b_data;
3773                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3774                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3775                 bufmallocadjust(bp, 0);
3776                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3777                 newbsize = round_page(newbsize);
3778         }
3779         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3780             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3781         if (origbuf != NULL) {
3782                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3783                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3784         }
3785         bufspace_adjust(bp, newbsize);
3786 }
3787
3788 /*
3789  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3790  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3791  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3792  * resize a buffer up or down.
3793  *
3794  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3795  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3796  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3797  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3798  *
3799  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3800  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3801  */
3802 int
3803 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3804 {
3805         int newbsize;
3806
3807         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3808
3809         if (bp->b_bcount == size)
3810                 return (1);
3811
3812         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
3813                 panic("allocbuf: buffer too small");
3814
3815         newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3816         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3817                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
3818                         newbsize = round_page(newbsize);
3819                 /*
3820                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3821                  * mess with B_CACHE.
3822                  */
3823                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
3824                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
3825                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
3826                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
3827         } else {
3828                 int desiredpages;
3829
3830                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3831                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3832
3833                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3834                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3835                 /*
3836                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3837                  * 0-length.
3838                  */
3839                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3840                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3841
3842                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
3843                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
3844                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
3845                 else if (size > bp->b_bcount)
3846                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
3847                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
3848         }
3849         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
3850         return (1);
3851 }
3852
3853 extern int inflight_transient_maps;
3854
3855 void
3856 biodone(struct bio *bp)
3857 {
3858         struct mtx *mtxp;
3859         void (*done)(struct bio *);
3860         vm_offset_t start, end;
3861
3862         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3863                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
3864                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
3865                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3866                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3867                 bp->bio_data = unmapped_buf;
3868                 pmap_qremove(start, OFF_TO_IDX(end - start));
3869                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
3870                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3871         }
3872         done = bp->bio_done;
3873         if (done == NULL) {
3874                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3875                 mtx_lock(mtxp);
3876                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3877                 wakeup(bp);
3878                 mtx_unlock(mtxp);
3879         } else {
3880                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3881                 done(bp);
3882         }
3883 }
3884
3885 /*
3886  * Wait for a BIO to finish.
3887  */
3888 int
3889 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3890 {
3891         struct mtx *mtxp;
3892
3893         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3894         mtx_lock(mtxp);
3895         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3896                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
3897         mtx_unlock(mtxp);
3898         if (bp->bio_error != 0)
3899                 return (bp->bio_error);
3900         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3901                 return (0);
3902         return (EIO);
3903 }
3904
3905 void
3906 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3907 {
3908         
3909         if (error) {
3910                 bp->bio_error = error;
3911                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3912         }
3913         if (stat != NULL)
3914                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3915         biodone(bp);
3916 }
3917
3918 /*
3919  *      bufwait:
3920  *
3921  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3922  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3923  *      error and cleared.
3924  */
3925 int
3926 bufwait(struct buf *bp)
3927 {
3928         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3929                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3930         else
3931                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3932         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3933                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3934                 return (EINTR);
3935         }
3936         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3937                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3938         } else {
3939                 return (0);
3940         }
3941 }
3942
3943 /*
3944  *      bufdone:
3945  *
3946  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3947  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3948  *      not allowed.
3949  *
3950  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3951  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3952  *      assuming B_INVAL is clear.
3953  *
3954  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3955  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3956  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3957  *
3958  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3959  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3960  *      in the biodone routine.
3961  */
3962 void
3963 bufdone(struct buf *bp)
3964 {
3965         struct bufobj *dropobj;
3966         void    (*biodone)(struct buf *);
3967
3968         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3969         dropobj = NULL;
3970
3971         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3972         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3973
3974         runningbufwakeup(bp);
3975         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3976                 dropobj = bp->b_bufobj;
3977         /* call optional completion function if requested */
3978         if (bp->b_iodone != NULL) {
3979                 biodone = bp->b_iodone;
3980                 bp->b_iodone = NULL;
3981                 (*biodone) (bp);
3982                 if (dropobj)
3983                         bufobj_wdrop(dropobj);
3984                 return;
3985         }
3986
3987         bufdone_finish(bp);
3988
3989         if (dropobj)
3990                 bufobj_wdrop(dropobj);
3991 }
3992
3993 void
3994 bufdone_finish(struct buf *bp)
3995 {
3996         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3997
3998         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3999                 buf_complete(bp);
4000
4001         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4002                 /*
4003                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4004                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4005                  * routines.
4006                  */
4007                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4008                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4009                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4010                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4011                 vfs_vmio_iodone(bp);
4012         }
4013
4014         /*
4015          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4016          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4017          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4018          */
4019         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4020                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4021                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4022                         brelse(bp);
4023                 else
4024                         bqrelse(bp);
4025         } else
4026                 bdone(bp);
4027 }
4028
4029 /*
4030  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4031  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4032  * consistant.
4033  */
4034 void
4035 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4036 {
4037         int i;
4038         vm_object_t obj;
4039         vm_page_t m;
4040
4041         runningbufwakeup(bp);
4042         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4043                 return;
4044
4045         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4046         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4047         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4048                 m = bp->b_pages[i];
4049                 if (m == bogus_page) {
4050                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4051                         if (!m)
4052                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4053                         bp->b_pages[i] = m;
4054                         if (buf_mapped(bp)) {
4055                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4056                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4057                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4058                         } else
4059                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4060                 }
4061                 vm_page_sunbusy(m);
4062         }
4063         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4064         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4065 }
4066
4067 /*
4068  * vfs_page_set_valid:
4069  *
4070  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4071  *      range is restricted to the buffer's size.
4072  *
4073  *      This routine is typically called after a read completes.
4074  */
4075 static void
4076 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4077 {
4078         vm_ooffset_t eoff;
4079
4080         /*
4081          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4082          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4083          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4084          * allocation size of the buffer.
4085          */
4086         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4087         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4088                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4089
4090         /*
4091          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4092          * entire page.
4093          */
4094         if (eoff > off)
4095                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4096 }
4097
4098 /*
4099  * vfs_page_set_validclean:
4100  *
4101  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4102  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4103  */
4104 static void
4105 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4106 {
4107         vm_ooffset_t soff, eoff;
4108
4109         /*
4110          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4111          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
4112          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4113          * of the buffer.
4114          */
4115         soff = off;
4116         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4117         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4118                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4119
4120         /*
4121          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4122          * entire page.
4123          */
4124         if (eoff > soff) {
4125                 vm_page_set_validclean(
4126                     m,
4127                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4128                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4129                 );
4130         }
4131 }
4132
4133 /*
4134  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4135  * exclusive busy, drain it.
4136  */
4137 void
4138 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4139 {
4140         vm_page_t m;
4141         int i, last_busied;
4142
4143         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4144         last_busied = 0;
4145         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4146                 m = bp->b_pages[i];
4147                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4148                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4149                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4150                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4151                                 vm_page_lock(m);
4152                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4153                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage");
4154                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4155                         }
4156                 }
4157         }
4158         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4159                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4160 }
4161
4162 /*
4163  * This routine is called before a device strategy routine.
4164  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4165  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4166  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4167  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4168  * inconsistant.
4169  *
4170  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4171  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
4172  * and should be ignored.
4173  */
4174 void
4175 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4176 {
4177         int i, bogus;
4178         vm_object_t obj;
4179         vm_ooffset_t foff;
4180         vm_page_t m;
4181
4182         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4183                 return;
4184
4185         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4186         foff = bp->b_offset;
4187         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4188             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4189         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4190         vfs_drain_busy_pages(bp);
4191         if (bp->b_bufsize != 0)
4192                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4193         bogus = 0;
4194         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4195                 m = bp->b_pages[i];
4196
4197                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4198                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4199                         vm_page_sbusy(m);
4200                 }
4201                 /*
4202                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4203                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4204                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4205                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4206                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4207                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4208                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4209                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4210                  * first place ).  The replacement prevents the read
4211                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4212                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4213                  * It may not work properly with small-block devices.
4214                  * We need to find a better way.
4215                  */
4216                 if (clear_modify) {
4217                         pmap_remove_write(m);
4218                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4219                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4220                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4221                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4222                         bogus++;
4223                 }
4224                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4225         }
4226         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4227         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4228                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4229                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4230                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4231         }
4232 }
4233
4234 /*
4235  *      vfs_bio_set_valid:
4236  *
4237  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4238  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4239  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4240  *      page.
4241  */
4242 void   
4243 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4244 {
4245         int i, n;
4246         vm_page_t m;
4247
4248         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4249                 return;
4250
4251         /*
4252          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4253          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4254          * first page that can be validated.
4255          */
4256         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4257         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4258
4259         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4260         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4261                 m = bp->b_pages[i];
4262                 if (n > size)
4263                         n = size;
4264                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4265                 base += n;
4266                 size -= n;
4267                 n = PAGE_SIZE;
4268         }
4269         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4270 }
4271
4272 /*
4273  *      vfs_bio_clrbuf:
4274  *
4275  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4276  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4277  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4278  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4279  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4280  *
4281  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4282  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4283  */
4284 void
4285 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4286 {
4287         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4288
4289         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4290                 clrbuf(bp);
4291                 return;
4292         }
4293         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4294         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4295         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4296         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4297             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4298                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4299                         goto unlock;
4300                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4301                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4302                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4303                         goto unlock;
4304                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4305                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4306                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4307                         goto unlock;
4308                 }
4309         }
4310         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4311         slide = 0;
4312         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4313                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4314                 ea = slide & PAGE_MASK;
4315                 if (ea == 0)
4316                         ea = PAGE_SIZE;
4317                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4318                         continue;
4319                 j = sa / DEV_BSIZE;
4320                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4321                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4322                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4323                         continue;
4324                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4325                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4326                 else {
4327                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4328                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4329                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4330                                             sa, DEV_BSIZE);
4331                                 }
4332                         }
4333                 }
4334                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4335         }
4336 unlock:
4337         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4338         bp->b_resid = 0;
4339 }
4340
4341 void
4342 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4343 {
4344         vm_page_t m;
4345         int i, n;
4346
4347         if (buf_mapped(bp)) {
4348                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4349                 bzero(bp->b_data + base, size);
4350         } else {
4351                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4352                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4353                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4354                         m = bp->b_pages[i];
4355                         if (n > size)
4356                                 n = size;
4357                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4358                         base += n;
4359                         size -= n;
4360                         n = PAGE_SIZE;
4361                 }
4362         }
4363 }
4364
4365 /*
4366  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4367  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4368  * not associated with a file object.
4369  */
4370 static void
4371 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4372 {
4373         vm_offset_t pg;
4374         vm_page_t p;
4375         int index;
4376
4377         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4378
4379         to = round_page(to);
4380         from = round_page(from);
4381         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4382
4383         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4384 tryagain:
4385                 /*
4386                  * note: must allocate system pages since blocking here
4387                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4388                  * process we are.
4389                  */
4390                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4391                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4392                 if (p == NULL) {
4393                         VM_WAIT;
4394                         goto tryagain;
4395                 }
4396                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4397                 bp->b_pages[index] = p;
4398         }
4399         bp->b_npages = index;
4400 }
4401
4402 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4403 static void
4404 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4405 {
4406         vm_offset_t from;
4407         vm_page_t p;
4408         int index, newnpages;
4409
4410         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4411
4412         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4413         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4414         if (bp->b_npages > newnpages)
4415                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4416         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4417                 p = bp->b_pages[index];
4418                 bp->b_pages[index] = NULL;
4419                 if (vm_page_sbusied(p))
4420                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
4421                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
4422                 p->wire_count--;
4423                 vm_page_free(p);
4424                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
4425         }
4426         bp->b_npages = newnpages;
4427 }
4428
4429 /*
4430  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4431  *
4432  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4433  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4434  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4435  *
4436  * Note that even if the caller determines that the address space should
4437  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4438  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4439  * check the return value.
4440  *
4441  * This function only works with pager buffers.
4442  */
4443 int
4444 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4445 {
4446         vm_prot_t prot;
4447         int pidx;
4448
4449         if (bp->b_bufsize < 0)
4450                 return (-1);
4451         prot = VM_PROT_READ;
4452         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4453                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4454         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4455             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4456             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4457                 return (-1);
4458         bp->b_npages = pidx;
4459         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4460         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4461                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4462                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4463         } else
4464                 bp->b_data = unmapped_buf;
4465         return(0);
4466 }
4467
4468 /*
4469  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4470  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4471  *
4472  * This function only works with pager buffers.
4473  */
4474 void
4475 vunmapbuf(struct buf *bp)
4476 {
4477         int npages;
4478
4479         npages = bp->b_npages;
4480         if (buf_mapped(bp))
4481                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4482         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4483
4484         bp->b_data = unmapped_buf;
4485 }
4486
4487 void
4488 bdone(struct buf *bp)
4489 {
4490         struct mtx *mtxp;
4491
4492         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4493         mtx_lock(mtxp);
4494         bp->b_flags |= B_DONE;
4495         wakeup(bp);
4496         mtx_unlock(mtxp);
4497 }
4498
4499 void
4500 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4501 {
4502         struct mtx *mtxp;
4503
4504         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4505         mtx_lock(mtxp);
4506         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4507                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4508         mtx_unlock(mtxp);
4509 }
4510
4511 int
4512 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4513 {
4514
4515         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
4516 }
4517
4518 void
4519 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4520 {
4521         int i = 0;
4522         struct vnode *vp;
4523
4524         vp = bp->b_vp;
4525         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4526         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4527             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4528         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4529         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4530 }
4531
4532 void
4533 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4534 {
4535
4536         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4537         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4538         bo->bo_numoutput++;
4539 }
4540
4541 void
4542 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4543 {
4544
4545         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4546         BO_LOCK(bo);
4547         bo->bo_numoutput++;
4548         BO_UNLOCK(bo);
4549 }
4550
4551 void
4552 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4553 {
4554
4555         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4556         BO_LOCK(bo);
4557         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4558         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4559                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4560                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4561         }
4562         BO_UNLOCK(bo);
4563 }
4564
4565 int
4566 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4567 {
4568         int error;
4569
4570         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4571         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4572         error = 0;
4573         while (bo->bo_numoutput) {
4574                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4575                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
4576                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4577                 if (error)
4578                         break;
4579         }
4580         return (error);
4581 }
4582
4583 void
4584 bpin(struct buf *bp)
4585 {
4586         struct mtx *mtxp;
4587
4588         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4589         mtx_lock(mtxp);
4590         bp->b_pin_count++;
4591         mtx_unlock(mtxp);
4592 }
4593
4594 void
4595 bunpin(struct buf *bp)
4596 {
4597         struct mtx *mtxp;
4598
4599         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4600         mtx_lock(mtxp);
4601         if (--bp->b_pin_count == 0)
4602                 wakeup(bp);
4603         mtx_unlock(mtxp);
4604 }
4605
4606 void
4607 bunpin_wait(struct buf *bp)
4608 {
4609         struct mtx *mtxp;
4610
4611         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4612         mtx_lock(mtxp);
4613         while (bp->b_pin_count > 0)
4614                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4615         mtx_unlock(mtxp);
4616 }
4617
4618 /*
4619  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4620  */
4621 void
4622 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4623 {
4624
4625         if (!buf_mapped(bp)) {
4626                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4627                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4628                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4629                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4630                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4631                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4632                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4633                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4634                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4635                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4636         } else {
4637                 bip->bio_data = bp->b_data;
4638                 bip->bio_ma = NULL;
4639         }
4640 }
4641
4642 #include "opt_ddb.h"
4643 #ifdef DDB
4644 #include <ddb/ddb.h>
4645
4646 /* DDB command to show buffer data */
4647 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4648 {
4649         /* get args */
4650         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4651
4652         if (!have_addr) {
4653                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4654                 return;
4655         }
4656
4657         db_printf("buf at %p\n", bp);
4658         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4659             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4660             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4661         db_printf(
4662             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4663             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4664             "b_dep = %p\n",
4665             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4666             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4667             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4668         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
4669             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
4670         if (bp->b_npages) {
4671                 int i;
4672                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4673                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4674                         vm_page_t m;
4675                         m = bp->b_pages[i];
4676                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4677                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4678                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4679                                 db_printf(",");
4680                 }
4681                 db_printf("\n");
4682         }
4683         db_printf(" ");
4684         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4685 }
4686
4687 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4688 {
4689         struct buf *bp;
4690         int i;
4691
4692         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4693                 bp = &buf[i];
4694                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4695                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4696                         db_printf("\n");
4697                 }
4698         }
4699 }
4700
4701 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4702 {
4703         struct vnode *vp;
4704         struct buf *bp;
4705
4706         if (!have_addr) {
4707                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4708                 return;
4709         }
4710         vp = (struct vnode *)addr;
4711         db_printf("Clean buffers:\n");
4712         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4713                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4714                 db_printf("\n");
4715         }
4716         db_printf("Dirty buffers:\n");
4717         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4718                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4719                 db_printf("\n");
4720         }
4721 }
4722
4723 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4724 {
4725         struct buf *bp;
4726         int i, used = 0, nfree = 0;
4727
4728         if (have_addr) {
4729                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4730                 return;
4731         }
4732
4733         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4734                 bp = &buf[i];
4735                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
4736                         nfree++;
4737                 else
4738                         used++;
4739         }
4740
4741         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4742             nfree + used);
4743         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4744 }
4745 #endif /* DDB */