]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
MFV r248590,248594:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
34  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
35  * sure that the performance degradation associated with schemes such
36  * as this is not realized.
37  *
38  * Author:  John S. Dyson
39  * Significant help during the development and debugging phases
40  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
41  *
42  * see man buf(9) for more info.
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/devicestat.h>
54 #include <sys/eventhandler.h>
55 #include <sys/fail.h>
56 #include <sys/limits.h>
57 #include <sys/lock.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/mount.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/kthread.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/resourcevar.h>
65 #include <sys/rwlock.h>
66 #include <sys/sysctl.h>
67 #include <sys/vmmeter.h>
68 #include <sys/vnode.h>
69 #include <geom/geom.h>
70 #include <vm/vm.h>
71 #include <vm/vm_param.h>
72 #include <vm/vm_kern.h>
73 #include <vm/vm_pageout.h>
74 #include <vm/vm_page.h>
75 #include <vm/vm_object.h>
76 #include <vm/vm_extern.h>
77 #include <vm/vm_map.h>
78 #include "opt_compat.h"
79 #include "opt_directio.h"
80 #include "opt_swap.h"
81
82 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
83
84 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
85
86 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
87         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
88         .bop_write      =       bufwrite,
89         .bop_strategy   =       bufstrategy,
90         .bop_sync       =       bufsync,
91         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
92 };
93
94 /*
95  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
96  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
97  */
98 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
99 caddr_t unmapped_buf;
100
101 static struct proc *bufdaemonproc;
102
103 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
104 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
105 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
106                 vm_offset_t to);
107 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
108 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
109                 vm_page_t m);
110 static void vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp);
111 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
112 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
113 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
114 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
115                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
116 static int buf_do_flush(struct vnode *vp);
117 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
118 static void buf_daemon(void);
119 static void bremfreel(struct buf *bp);
120 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
121     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
122 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
123 #endif
124
125 int vmiodirenable = TRUE;
126 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
127     "Use the VM system for directory writes");
128 long runningbufspace;
129 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
130     "Amount of presently outstanding async buffer io");
131 static long bufspace;
132 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
133     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
134 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
135     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
136 #else
137 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
138     "Virtual memory used for buffers");
139 #endif
140 static long unmapped_bufspace;
141 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, unmapped_bufspace, CTLFLAG_RD,
142     &unmapped_bufspace, 0,
143     "Amount of unmapped buffers, inclusive in the bufspace");
144 static long maxbufspace;
145 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
146     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
147 static long bufmallocspace;
148 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
149     "Amount of malloced memory for buffers");
150 static long maxbufmallocspace;
151 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
152     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
153 static long lobufspace;
154 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
155     "Minimum amount of buffers we want to have");
156 long hibufspace;
157 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
158     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
159 static int bufreusecnt;
160 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
161     "Number of times we have reused a buffer");
162 static int buffreekvacnt;
163 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
164     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
165 static int bufdefragcnt;
166 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
167     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
168 static long lorunningspace;
169 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
170     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
171 static long hirunningspace;
172 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
173     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
174 int dirtybufferflushes;
175 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
176     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
177 int bdwriteskip;
178 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
179     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
180 int altbufferflushes;
181 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
182     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
183 static int recursiveflushes;
184 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
185     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
186 static int numdirtybuffers;
187 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
188     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
189 static int lodirtybuffers;
190 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
191     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
192 static int hidirtybuffers;
193 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
194     "When the number of dirty buffers is considered severe");
195 int dirtybufthresh;
196 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
197     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
198 static int numfreebuffers;
199 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
200     "Number of free buffers");
201 static int lofreebuffers;
202 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
203    "XXX Unused");
204 static int hifreebuffers;
205 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
206    "XXX Complicatedly unused");
207 static int getnewbufcalls;
208 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
209    "Number of calls to getnewbuf");
210 static int getnewbufrestarts;
211 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
212     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
213 static int mappingrestarts;
214 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
215     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
216     "unmapped buffer");
217 static int flushbufqtarget = 100;
218 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
219     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
220 static long notbufdflashes;
221 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflashes, CTLFLAG_RD, &notbufdflashes, 0,
222     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
223 static long barrierwrites;
224 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
225     "Number of barrier writes");
226 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
227     &unmapped_buf_allowed, 0,
228     "Permit the use of the unmapped i/o");
229
230 /*
231  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
232  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
233  * is idling.
234  */
235 static int bd_request;
236
237 /*
238  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
239  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
240  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
241  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
242  */
243 static int bd_speedupreq;
244
245 /*
246  * This lock synchronizes access to bd_request.
247  */
248 static struct mtx bdlock;
249
250 /*
251  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
252  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
253  * really that bad.  it would be better to split the buffer
254  * for input in the case of buffers partially already in memory,
255  * but the code is intricate enough already.
256  */
257 vm_page_t bogus_page;
258
259 /*
260  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
261  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
262  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
263  */
264 static int runningbufreq;
265
266 /*
267  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
268  * waitrunningbufspace().
269  */
270 static struct mtx rbreqlock;
271
272 /* 
273  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
274  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
275  * by and/or.
276  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountwakeup(), bwillwrite(),
277  * getnewbuf(), and getblk().
278  */
279 static int needsbuffer;
280
281 /*
282  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
283  */
284 static struct mtx nblock;
285
286 /*
287  * Definitions for the buffer free lists.
288  */
289 #define BUFFER_QUEUES   5       /* number of free buffer queues */
290
291 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
292 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
293 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
294 #define QUEUE_EMPTYKVA  3       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
295 #define QUEUE_EMPTY     4       /* empty buffer headers */
296 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
297
298 /* Queues for free buffers with various properties */
299 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
300 #ifdef INVARIANTS
301 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
302 #endif
303
304 /* Lock for the bufqueues */
305 static struct mtx bqlock;
306
307 /*
308  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
309  * buf_wmesg is referred from macros.
310  */
311 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
312
313 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
314 #define VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH 0x02    /* waiting for dirty buffer flush */
315 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
316 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
317
318 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
319     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
320 static int
321 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
322 {
323         long lvalue;
324         int ivalue;
325
326         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
327                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
328         lvalue = *(long *)arg1;
329         if (lvalue > INT_MAX)
330                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
331                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
332         ivalue = lvalue;
333         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
334 }
335 #endif
336
337 #ifdef DIRECTIO
338 extern void ffs_rawread_setup(void);
339 #endif /* DIRECTIO */
340 /*
341  *      numdirtywakeup:
342  *
343  *      If someone is blocked due to there being too many dirty buffers,
344  *      and numdirtybuffers is now reasonable, wake them up.
345  */
346
347 static __inline void
348 numdirtywakeup(int level)
349 {
350
351         if (numdirtybuffers <= level) {
352                 mtx_lock(&nblock);
353                 if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH) {
354                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
355                         wakeup(&needsbuffer);
356                 }
357                 mtx_unlock(&nblock);
358         }
359 }
360
361 /*
362  *      bufspacewakeup:
363  *
364  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
365  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
366  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
367  *      bp's get placed back in the queues.
368  */
369
370 static __inline void
371 bufspacewakeup(void)
372 {
373
374         /*
375          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
376          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
377          * process will be able to now.
378          */
379         mtx_lock(&nblock);
380         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
381                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
382                 wakeup(&needsbuffer);
383         }
384         mtx_unlock(&nblock);
385 }
386
387 /*
388  * runningbufwakeup() - in-progress I/O accounting.
389  *
390  */
391 void
392 runningbufwakeup(struct buf *bp)
393 {
394
395         if (bp->b_runningbufspace) {
396                 atomic_subtract_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
397                 bp->b_runningbufspace = 0;
398                 mtx_lock(&rbreqlock);
399                 if (runningbufreq && runningbufspace <= lorunningspace) {
400                         runningbufreq = 0;
401                         wakeup(&runningbufreq);
402                 }
403                 mtx_unlock(&rbreqlock);
404         }
405 }
406
407 /*
408  *      bufcountwakeup:
409  *
410  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
411  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
412  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
413  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
414  */
415
416 static __inline void
417 bufcountwakeup(struct buf *bp) 
418 {
419         int old;
420
421         KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) == 0,
422             ("buf %p already counted as free", bp));
423         if (bp->b_bufobj != NULL)
424                 mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
425         bp->b_vflags |= BV_INFREECNT;
426         old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, 1);
427         KASSERT(old >= 0 && old < nbuf,
428             ("numfreebuffers climbed to %d", old + 1));
429         mtx_lock(&nblock);
430         if (needsbuffer) {
431                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
432                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
433                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
434                 wakeup(&needsbuffer);
435         }
436         mtx_unlock(&nblock);
437 }
438
439 /*
440  *      waitrunningbufspace()
441  *
442  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
443  *      running.  This routine is used in async-write situations to
444  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
445  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
446  *
447  *      Reads will adjust runningbufspace, but will not block based on it.
448  *      The read load has a side effect of reducing the allowed write load.
449  *
450  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
451  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
452  *      caller's write has reached the device.
453  */
454 void
455 waitrunningbufspace(void)
456 {
457
458         mtx_lock(&rbreqlock);
459         while (runningbufspace > hirunningspace) {
460                 ++runningbufreq;
461                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
462         }
463         mtx_unlock(&rbreqlock);
464 }
465
466
467 /*
468  *      vfs_buf_test_cache:
469  *
470  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
471  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
472  *      valid data.
473  */
474 static __inline
475 void
476 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
477                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
478                   vm_page_t m)
479 {
480
481         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
482         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
483                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
484                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
485                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
486         }
487 }
488
489 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
490 static __inline
491 void
492 bd_wakeup(int dirtybuflevel)
493 {
494
495         mtx_lock(&bdlock);
496         if (bd_request == 0 && numdirtybuffers >= dirtybuflevel) {
497                 bd_request = 1;
498                 wakeup(&bd_request);
499         }
500         mtx_unlock(&bdlock);
501 }
502
503 /*
504  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
505  */
506
507 void
508 bd_speedup(void)
509 {
510         int needwake;
511
512         mtx_lock(&bdlock);
513         needwake = 0;
514         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
515                 needwake = 1;
516         bd_speedupreq = 1;
517         bd_request = 1;
518         if (needwake)
519                 wakeup(&bd_request);
520         mtx_unlock(&bdlock);
521 }
522
523 /*
524  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
525  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
526  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
527  * being reserved at this time.
528  */
529 caddr_t
530 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
531 {
532         int tuned_nbuf;
533         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
534
535         /*
536          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
537          * PAGE_SIZE is >= 1K)
538          */
539         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
540
541         /*
542          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
543          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
544          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
545          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
546          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
547          * maxbcache bytes.
548          *
549          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
550          */
551         if (nbuf == 0) {
552                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
553
554                 nbuf = 50;
555                 if (physmem_est > 4096)
556                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
557                             65536 / factor);
558                 if (physmem_est > 65536)
559                         nbuf += (physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5);
560
561                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
562                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
563                 tuned_nbuf = 1;
564         } else
565                 tuned_nbuf = 0;
566
567         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
568         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
569         if (nbuf > maxbuf) {
570                 if (!tuned_nbuf)
571                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
572                             maxbuf);
573                 nbuf = maxbuf;
574         }
575
576         /*
577          * Ideal allocation size for the transient bio submap if 10%
578          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
579          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
580          *
581          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
582          * BIOs, if its extent is bigger than 90% of the maximum
583          * buffer map extent on the platform.
584          *
585          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
586          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
587          * with ample KVA space.
588          */
589         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
590                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
591                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
592                 if (buf_sz < maxbuf_sz / 10 * 9) {
593                         /*
594                          * There is more KVA than memory.  Do not
595                          * adjust buffer map size, and assign the rest
596                          * of maxbuf to transient map.
597                          */
598                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
599                 } else {
600                         /*
601                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
602                          * this platform.  Give 10% of the buffer map
603                          * to the transient bio map.
604                          */
605                         biotmap_sz = buf_sz / 10;
606                         buf_sz -= biotmap_sz;
607                 }
608                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
609                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
610                 else
611                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
612                 /*
613                  * Artifically limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
614                  * using the transient mapping.
615                  */
616                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
617                         bio_transient_maxcnt = 1024;
618                 if (tuned_nbuf)
619                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
620         }
621
622         /*
623          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
624          * We have no less then 16 and no more then 256.
625          */
626         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
627 #ifdef NSWBUF_MIN
628         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
629                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
630 #endif
631 #ifdef DIRECTIO
632         ffs_rawread_setup();
633 #endif
634
635         /*
636          * Reserve space for the buffer cache buffers
637          */
638         swbuf = (void *)v;
639         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
640         buf = (void *)v;
641         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
642
643         return(v);
644 }
645
646 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
647 void
648 bufinit(void)
649 {
650         struct buf *bp;
651         int i;
652
653         mtx_init(&bqlock, "buf queue lock", NULL, MTX_DEF);
654         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
655         mtx_init(&nblock, "needsbuffer lock", NULL, MTX_DEF);
656         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
657
658         /* next, make a null set of free lists */
659         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
660                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
661
662         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
663         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
664                 bp = &buf[i];
665                 bzero(bp, sizeof *bp);
666                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
667                 bp->b_rcred = NOCRED;
668                 bp->b_wcred = NOCRED;
669                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
670                 bp->b_vflags = BV_INFREECNT;    /* buf is counted as free */
671                 bp->b_xflags = 0;
672                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
673                 BUF_LOCKINIT(bp);
674                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
675 #ifdef INVARIANTS
676                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
677 #endif
678         }
679
680         /*
681          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
682          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
683          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
684          * used by most other processes.  The differential is required to 
685          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
686          * be blocked waiting for buffer space.
687          *
688          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
689          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
690          * by the system.
691          */
692         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
693         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
694         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
695
696         /*
697          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
698          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
699          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
700          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
701          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
702          * hirunningspace.
703          */
704         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBSIZE),
705             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
706         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBSIZE);
707
708 /*
709  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
710  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
711  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
712  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
713  * (small) directories.
714  */
715         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
716
717 /*
718  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
719  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
720  */
721         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
722         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
723         numdirtybuffers = 0;
724 /*
725  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
726  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
727  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
728  * BKVASIZE'd buffers.
729  */
730         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
731                 hidirtybuffers >>= 1;
732         }
733         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
734
735 /*
736  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
737  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
738  * emergency reserve.
739  */
740         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
741         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
742         numfreebuffers = nbuf;
743
744         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
745             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
746         unmapped_buf = (caddr_t)kmem_alloc_nofault(kernel_map, MAXPHYS);
747 }
748
749 #ifdef INVARIANTS
750 static inline void
751 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
752 {
753
754         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0,
755             ("mapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
756         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
757             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
758         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
759             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
760 }
761
762 static inline void
763 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
764 {
765
766         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == B_UNMAPPED,
767             ("unmapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
768         KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf,
769             ("unmapped buf: corrupted b_kvabase %p", bp));
770         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
771             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
772 }
773
774 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
775 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
776 #else
777 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
778 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
779 #endif
780
781 static void
782 bpmap_qenter(struct buf *bp)
783 {
784
785         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
786
787         /*
788          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
789          * bp->b_offset may be offset into the first page.
790          */
791         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
792         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
793         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
794             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
795 }
796
797 /*
798  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
799  *
800  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
801  */
802 static void
803 bfreekva(struct buf *bp)
804 {
805
806         if (bp->b_kvasize == 0)
807                 return;
808
809         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
810         atomic_subtract_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
811         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
812                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
813                 vm_map_remove(buffer_map, (vm_offset_t)bp->b_kvabase,
814                     (vm_offset_t)bp->b_kvabase + bp->b_kvasize);
815         } else {
816                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
817                 if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
818                         vm_map_remove(buffer_map, (vm_offset_t)bp->b_kvaalloc,
819                             (vm_offset_t)bp->b_kvaalloc + bp->b_kvasize);
820                 }
821                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
822                 bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
823         }
824         bp->b_kvasize = 0;
825         bufspacewakeup();
826 }
827
828 /*
829  *      bremfree:
830  *
831  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list in brelse.
832  *      
833  */
834 void
835 bremfree(struct buf *bp)
836 {
837         int old;
838
839         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
840         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
841             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
842         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
843             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
844         BUF_ASSERT_HELD(bp);
845
846         bp->b_flags |= B_REMFREE;
847         /* Fixup numfreebuffers count.  */
848         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
849                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0,
850                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
851                 if (bp->b_bufobj != NULL)
852                         mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
853                 bp->b_vflags &= ~BV_INFREECNT;
854                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
855                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
856         }
857 }
858
859 /*
860  *      bremfreef:
861  *
862  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
863  *      it abuses the b_freelist pointer.
864  */
865 void
866 bremfreef(struct buf *bp)
867 {
868         mtx_lock(&bqlock);
869         bremfreel(bp);
870         mtx_unlock(&bqlock);
871 }
872
873 /*
874  *      bremfreel:
875  *
876  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
877  *      bqlock held.
878  */
879 static void
880 bremfreel(struct buf *bp)
881 {
882         int old;
883
884         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
885             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
886         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
887             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
888         BUF_ASSERT_HELD(bp);
889         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
890
891         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
892 #ifdef INVARIANTS
893         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
894             bp->b_qindex));
895         bq_len[bp->b_qindex]--;
896 #endif
897         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
898         /*
899          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
900          * from the queue and return the stats are already done.
901          */
902         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
903                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
904                 return;
905         }
906         /*
907          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
908          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
909          * numfreebuffers.
910          */
911         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
912                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0,
913                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
914                 if (bp->b_bufobj != NULL)
915                         mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
916                 bp->b_vflags &= ~BV_INFREECNT;
917                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
918                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
919         }
920 }
921
922 /*
923  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
924  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
925  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
926  */
927 void
928 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
929     int cnt, struct ucred * cred)
930 {
931         struct buf *rabp;
932         int i;
933
934         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
935                 if (inmem(vp, *rablkno))
936                         continue;
937                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
938
939                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
940                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
941                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
942                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
943                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
944                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
945                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
946                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
947                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
948                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
949                         BUF_KERNPROC(rabp);
950                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
951                         bstrategy(rabp);
952                 } else {
953                         brelse(rabp);
954                 }
955         }
956 }
957
958 /*
959  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
960  *
961  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
962  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
963  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
964  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
965  */
966 int
967 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
968     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
969 {
970         struct buf *bp;
971         int rv = 0, readwait = 0;
972
973         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
974         /*
975          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
976          */
977         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
978         if (bp == NULL)
979                 return (EBUSY);
980
981         /* if not found in cache, do some I/O */
982         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
983                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
984                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
985                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
986                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
987                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
988                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
989                         bp->b_rcred = crhold(cred);
990                 vfs_busy_pages(bp, 0);
991                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
992                 bstrategy(bp);
993                 ++readwait;
994         }
995
996         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
997
998         if (readwait) {
999                 rv = bufwait(bp);
1000         }
1001         return (rv);
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1006  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1007  * is invalid.
1008  *
1009  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1010  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1011  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1012  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1013  * here.
1014  */
1015 int
1016 bufwrite(struct buf *bp)
1017 {
1018         int oldflags;
1019         struct vnode *vp;
1020         int vp_md;
1021
1022         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1023         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1024                 brelse(bp);
1025                 return (0);
1026         }
1027
1028         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1029                 barrierwrites++;
1030
1031         oldflags = bp->b_flags;
1032
1033         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1034
1035         if (bp->b_pin_count > 0)
1036                 bunpin_wait(bp);
1037
1038         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1039             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1040
1041         vp = bp->b_vp;
1042         if (vp)
1043                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1044         else
1045                 vp_md = 0;
1046
1047         /*
1048          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1049          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1050          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1051          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1052          */
1053         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1054         bundirty(bp);
1055
1056         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1057         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1058         bp->b_flags |= B_CACHE;
1059         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1060
1061         vfs_busy_pages(bp, 1);
1062
1063         /*
1064          * Normal bwrites pipeline writes
1065          */
1066         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1067         atomic_add_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1068
1069         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1070                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1071         if (oldflags & B_ASYNC)
1072                 BUF_KERNPROC(bp);
1073         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1074         bstrategy(bp);
1075
1076         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1077                 int rtval = bufwait(bp);
1078                 brelse(bp);
1079                 return (rtval);
1080         } else {
1081                 /*
1082                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1083                  * system.  We will not deadlock here because
1084                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
1085                  * to complete. We do not block here if it is the update
1086                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
1087                  * to deadlock.
1088                  */
1089                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
1090                         waitrunningbufspace();
1091         }
1092
1093         return (0);
1094 }
1095
1096 void
1097 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
1098 {
1099         struct buf *nbp;
1100
1101         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
1102                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
1103                 altbufferflushes++;
1104         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
1105                 BO_LOCK(bo);
1106                 /*
1107                  * Try to find a buffer to flush.
1108                  */
1109                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
1110                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
1111                             BUF_LOCK(nbp,
1112                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
1113                                 continue;
1114                         if (bp == nbp)
1115                                 panic("bdwrite: found ourselves");
1116                         BO_UNLOCK(bo);
1117                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
1118                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
1119                                 BO_LOCK(bo);
1120                                 BUF_UNLOCK(nbp);
1121                                 continue;
1122                         }
1123                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
1124                                 vfs_bio_awrite(nbp);
1125                         } else {
1126                                 bremfree(nbp);
1127                                 bawrite(nbp);
1128                         }
1129                         dirtybufferflushes++;
1130                         break;
1131                 }
1132                 if (nbp == NULL)
1133                         BO_UNLOCK(bo);
1134         }
1135 }
1136
1137 /*
1138  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1139  * anything if the buffer is marked invalid.
1140  *
1141  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1142  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1143  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1144  * out synchronously.
1145  */
1146 void
1147 bdwrite(struct buf *bp)
1148 {
1149         struct thread *td = curthread;
1150         struct vnode *vp;
1151         struct bufobj *bo;
1152
1153         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1154         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1155         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
1156             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
1157         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1158
1159         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1160                 brelse(bp);
1161                 return;
1162         }
1163
1164         /*
1165          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1166          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1167          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1168          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1169          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1170          */
1171         vp = bp->b_vp;
1172         bo = bp->b_bufobj;
1173         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1174                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1175                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1176                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1177         } else
1178                 recursiveflushes++;
1179
1180         bdirty(bp);
1181         /*
1182          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1183          * true even of NFS now.
1184          */
1185         bp->b_flags |= B_CACHE;
1186
1187         /*
1188          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1189          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1190          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1191          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1192          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1193          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1194          * the bmap then...  So, this is important to do.
1195          */
1196         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1197                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1198         }
1199
1200         /*
1201          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1202          * pages.
1203          *
1204          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1205          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1206          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1207          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1208          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1209          * or perhaps the cluster will be completed.
1210          */
1211         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1212         bqrelse(bp);
1213
1214         /*
1215          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have a lot of dirty
1216          * buffers (midpoint between our recovery point and our stall
1217          * point).
1218          */
1219         bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1220
1221         /*
1222          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1223          * due to the softdep code.
1224          */
1225 }
1226
1227 /*
1228  *      bdirty:
1229  *
1230  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1231  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1232  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1233  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1234  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1235  *
1236  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1237  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1238  *      should only be called if the buffer is known-good.
1239  *
1240  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1241  *      count.
1242  *
1243  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1244  */
1245 void
1246 bdirty(struct buf *bp)
1247 {
1248
1249         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1250             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1251         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1252         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1253             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1254         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1255         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1256         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1257
1258         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1259                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1260                 reassignbuf(bp);
1261                 atomic_add_int(&numdirtybuffers, 1);
1262                 bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1263         }
1264 }
1265
1266 /*
1267  *      bundirty:
1268  *
1269  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1270  *
1271  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1272  *      count.
1273  *      
1274  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1275  */
1276
1277 void
1278 bundirty(struct buf *bp)
1279 {
1280
1281         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1282         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1283         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1284             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1285         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1286
1287         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1288                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1289                 reassignbuf(bp);
1290                 atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1291                 numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1292         }
1293         /*
1294          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1295          */
1296         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1297 }
1298
1299 /*
1300  *      bawrite:
1301  *
1302  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1303  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1304  *
1305  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1306  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1307  */
1308 void
1309 bawrite(struct buf *bp)
1310 {
1311
1312         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1313         (void) bwrite(bp);
1314 }
1315
1316 /*
1317  *      babarrierwrite:
1318  *
1319  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
1320  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
1321  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
1322  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1323  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1324  */
1325 void
1326 babarrierwrite(struct buf *bp)
1327 {
1328
1329         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
1330         (void) bwrite(bp);
1331 }
1332
1333 /*
1334  *      bbarrierwrite:
1335  *
1336  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
1337  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
1338  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
1339  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1340  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1341  */
1342 int
1343 bbarrierwrite(struct buf *bp)
1344 {
1345
1346         bp->b_flags |= B_BARRIER;
1347         return (bwrite(bp));
1348 }
1349
1350 /*
1351  *      bwillwrite:
1352  *
1353  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1354  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1355  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1356  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1357  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1358  */
1359
1360 void
1361 bwillwrite(void)
1362 {
1363
1364         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1365                 mtx_lock(&nblock);
1366                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1367                         bd_wakeup(1);
1368                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
1369                         msleep(&needsbuffer, &nblock,
1370                             (PRIBIO + 4), "flswai", 0);
1371                 }
1372                 mtx_unlock(&nblock);
1373         }
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Return true if we have too many dirty buffers.
1378  */
1379 int
1380 buf_dirty_count_severe(void)
1381 {
1382
1383         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1384 }
1385
1386 static __noinline int
1387 buf_vm_page_count_severe(void)
1388 {
1389
1390         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, buf_pressure, return 1);
1391
1392         return vm_page_count_severe();
1393 }
1394
1395 /*
1396  *      brelse:
1397  *
1398  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1399  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1400  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1401  */
1402 void
1403 brelse(struct buf *bp)
1404 {
1405         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1406             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1407         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1408             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1409
1410         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1411                 /*
1412                  * Do not process, in particular, do not handle the
1413                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
1414                  */
1415                 BUF_UNLOCK(bp);
1416                 return;
1417         }
1418
1419         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1420                 bqrelse(bp);
1421                 return;
1422         }
1423
1424         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1425             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1426                 /*
1427                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1428                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1429                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1430                  * is futile.
1431                  */
1432                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1433                 bdirty(bp);
1434         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1435             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1436                 /*
1437                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1438                  * cache the buffer.
1439                  */
1440                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1441                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1442                         buf_deallocate(bp);
1443                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1444                         atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1445                         numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1446                 }
1447                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1448                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1449                         if (bp->b_bufsize)
1450                                 allocbuf(bp, 0);
1451                         if (bp->b_vp)
1452                                 brelvp(bp);
1453                 }
1454         }
1455
1456         /*
1457          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1458          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1459          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1460          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1461          * 
1462          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1463          * if B_DELWRI is set.
1464          *
1465          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1466          * on pages to return pages to the VM page queues.
1467          */
1468         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1469                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1470         else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1471                 /*
1472                  * The locking of the BO_LOCK is not necessary since
1473                  * BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1474                  * lock, it can only be cleared if it is already
1475                  * pending.
1476                  */
1477                 if (bp->b_vp) {
1478                         if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1479                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
1480                 } else
1481                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1482         }
1483
1484         /*
1485          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1486          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1487          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1488          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1489          *
1490          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1491          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1492          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1493          *
1494          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1495          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1496          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1497          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1498          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1499          * background write.
1500          */
1501         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1502             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1503                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1504                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1505                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1506             ) {
1507
1508                 int i, j, resid;
1509                 vm_page_t m;
1510                 off_t foff;
1511                 vm_pindex_t poff;
1512                 vm_object_t obj;
1513
1514                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1515
1516                 /*
1517                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1518                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1519                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1520                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1521                  *
1522                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1523                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1524                  * m->dirty, etc...). 
1525                  *
1526                  * See man buf(9) for more information
1527                  */
1528                 resid = bp->b_bufsize;
1529                 foff = bp->b_offset;
1530                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1531                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1532                         int had_bogus = 0;
1533
1534                         m = bp->b_pages[i];
1535
1536                         /*
1537                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1538                          * now.
1539                          */
1540                         if (m == bogus_page) {
1541                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1542                                 had_bogus = 1;
1543
1544                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1545                                         vm_page_t mtmp;
1546                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1547                                         if (mtmp == bogus_page) {
1548                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1549                                                 if (!mtmp) {
1550                                                         panic("brelse: page missing\n");
1551                                                 }
1552                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1553                                         }
1554                                 }
1555
1556                                 if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_UNMAPPED)) == 0) {
1557                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1558                                         pmap_qenter(
1559                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1560                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1561                                 }
1562                                 m = bp->b_pages[i];
1563                         }
1564                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1565                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR &&
1566                              bp->b_iocmd == BIO_READ)) {
1567                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1568                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1569                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1570
1571                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1572                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1573                                 if (had_bogus)
1574                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1575                         }
1576                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1577                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1578                 }
1579                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1580                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1581                         vfs_vmio_release(bp);
1582
1583         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1584
1585                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1586                         vfs_vmio_release(bp);
1587                 }
1588
1589         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1590                 if (bp->b_bufsize != 0)
1591                         allocbuf(bp, 0);
1592                 if (bp->b_vp != NULL)
1593                         brelvp(bp);
1594         }
1595                         
1596         /* enqueue */
1597         mtx_lock(&bqlock);
1598         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1599         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1600                 struct bufobj *bo;
1601
1602                 bo = bp->b_bufobj;
1603                 if (bo != NULL)
1604                         BO_LOCK(bo);
1605                 bremfreel(bp);
1606                 if (bo != NULL)
1607                         BO_UNLOCK(bo);
1608         }
1609         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1610                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1611
1612         /*
1613          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1614          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1615          * doesn't find it.
1616          */
1617         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1618             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1619                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1620         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1621                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1622                         bundirty(bp);
1623                 if (bp->b_vp)
1624                         brelvp(bp);
1625         }
1626
1627         /* buffers with no memory */
1628         if (bp->b_bufsize == 0) {
1629                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1630                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1631                         panic("losing buffer 1");
1632                 if (bp->b_kvasize) {
1633                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1634                 } else {
1635                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1636                 }
1637                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1638         /* buffers with junk contents */
1639         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1640             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1641                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1642                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1643                         panic("losing buffer 2");
1644                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1645                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1646         /* remaining buffers */
1647         } else {
1648                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1649                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1650                 else
1651                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1652                 if (bp->b_flags & B_AGE) {
1653                         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp,
1654                             b_freelist);
1655                 } else {
1656                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp,
1657                             b_freelist);
1658                 }
1659         }
1660 #ifdef INVARIANTS
1661         bq_len[bp->b_qindex]++;
1662 #endif
1663         mtx_unlock(&bqlock);
1664
1665         /*
1666          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1667          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1668          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1669          * if B_INVAL is set ).
1670          */
1671
1672         if (!(bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1673                 struct bufobj *bo;
1674
1675                 bo = bp->b_bufobj;
1676                 if (bo != NULL)
1677                         BO_LOCK(bo);
1678                 bufcountwakeup(bp);
1679                 if (bo != NULL)
1680                         BO_UNLOCK(bo);
1681         }
1682
1683         /*
1684          * Something we can maybe free or reuse
1685          */
1686         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1687                 bufspacewakeup();
1688
1689         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1690         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1691                 panic("brelse: not dirty");
1692         /* unlock */
1693         BUF_UNLOCK(bp);
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1698  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1699  *
1700  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1701  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1702  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1703  * again soon.
1704  *
1705  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1706  */
1707 void
1708 bqrelse(struct buf *bp)
1709 {
1710         struct bufobj *bo;
1711
1712         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1713         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1714             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1715
1716         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1717                 /* do not release to free list */
1718                 BUF_UNLOCK(bp);
1719                 return;
1720         }
1721
1722         bo = bp->b_bufobj;
1723         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1724                 if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1725                         mtx_lock(&bqlock);
1726                         if (bo != NULL)
1727                                 BO_LOCK(bo);
1728                         bremfreel(bp);
1729                         if (bo != NULL)
1730                                 BO_UNLOCK(bo);
1731                         mtx_unlock(&bqlock);
1732                 }
1733                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1734                 BUF_UNLOCK(bp);
1735                 return;
1736         }
1737
1738         mtx_lock(&bqlock);
1739         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1740         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1741                 if (bo != NULL)
1742                         BO_LOCK(bo);
1743                 bremfreel(bp);
1744                 if (bo != NULL)
1745                         BO_UNLOCK(bo);
1746         }
1747         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1748                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1749         /* buffers with stale but valid contents */
1750         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1751                 bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1752                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1753 #ifdef INVARIANTS
1754                 bq_len[bp->b_qindex]++;
1755 #endif
1756         } else {
1757                 /*
1758                  * The locking of the BO_LOCK for checking of the
1759                  * BV_BKGRDINPROG is not necessary since the
1760                  * BV_BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1761                  * lock, it can only be cleared if it is already
1762                  * pending.
1763                  */
1764                 if (!buf_vm_page_count_severe() || (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)) {
1765                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1766                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp,
1767                             b_freelist);
1768 #ifdef INVARIANTS
1769                         bq_len[QUEUE_CLEAN]++;
1770 #endif
1771                 } else {
1772                         /*
1773                          * We are too low on memory, we have to try to free
1774                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1775                          * making up its backing store) *now*.
1776                          */
1777                         mtx_unlock(&bqlock);
1778                         brelse(bp);
1779                         return;
1780                 }
1781         }
1782         mtx_unlock(&bqlock);
1783
1784         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1785                 if (bo != NULL)
1786                         BO_LOCK(bo);
1787                 bufcountwakeup(bp);
1788                 if (bo != NULL)
1789                         BO_UNLOCK(bo);
1790         }
1791
1792         /*
1793          * Something we can maybe free or reuse.
1794          */
1795         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1796                 bufspacewakeup();
1797
1798         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1799         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1800                 panic("bqrelse: not dirty");
1801         /* unlock */
1802         BUF_UNLOCK(bp);
1803 }
1804
1805 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1806 static void
1807 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1808 {
1809         int i;
1810         vm_page_t m;
1811
1812         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
1813                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1814                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
1815         } else
1816                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1817         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1818         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1819                 m = bp->b_pages[i];
1820                 bp->b_pages[i] = NULL;
1821                 /*
1822                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1823                  * everything on the inactive queue.
1824                  */
1825                 vm_page_lock(m);
1826                 vm_page_unwire(m, 0);
1827                 /*
1828                  * We don't mess with busy pages, it is
1829                  * the responsibility of the process that
1830                  * busied the pages to deal with them.
1831                  */
1832                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 && m->busy == 0 &&
1833                     m->wire_count == 0) {
1834                         /*
1835                          * Might as well free the page if we can and it has
1836                          * no valid data.  We also free the page if the
1837                          * buffer was used for direct I/O
1838                          */
1839                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid) {
1840                                 vm_page_free(m);
1841                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1842                                 vm_page_try_to_free(m);
1843                         } else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1844                                 vm_page_try_to_cache(m);
1845                         }
1846                 }
1847                 vm_page_unlock(m);
1848         }
1849         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1850         
1851         if (bp->b_bufsize) {
1852                 bufspacewakeup();
1853                 bp->b_bufsize = 0;
1854         }
1855         bp->b_npages = 0;
1856         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1857         if (bp->b_vp)
1858                 brelvp(bp);
1859 }
1860
1861 /*
1862  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1863  * write.
1864  */
1865 static int
1866 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1867 {
1868         struct buf *bpa;
1869         int match;
1870
1871         match = 0;
1872
1873         /* If the buf isn't in core skip it */
1874         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1875                 return (0);
1876
1877         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1878         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1879                 return (0);
1880
1881         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1882         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1883             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1884                 goto done;
1885
1886         if (bpa->b_bufsize != size)
1887                 goto done;
1888
1889         /*
1890          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1891          * block has been mapped.
1892          */
1893         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1894                 match = 1;
1895 done:
1896         BUF_UNLOCK(bpa);
1897         return (match);
1898 }
1899
1900 /*
1901  *      vfs_bio_awrite:
1902  *
1903  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1904  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1905  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1906  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1907  */
1908 int
1909 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1910 {
1911         struct bufobj *bo;
1912         int i;
1913         int j;
1914         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1915         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1916         int ncl;
1917         int nwritten;
1918         int size;
1919         int maxcl;
1920         int gbflags;
1921
1922         bo = &vp->v_bufobj;
1923         gbflags = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
1924         /*
1925          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1926          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1927          * rather then at the beginning.
1928          */
1929         if ((vp->v_type == VREG) && 
1930             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1931             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1932
1933                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1934                 maxcl = MAXPHYS / size;
1935
1936                 BO_LOCK(bo);
1937                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
1938                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
1939                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1940                                 break;
1941
1942                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
1943                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
1944                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1945                                 break;
1946                 BO_UNLOCK(bo);
1947                 --j;
1948                 ncl = i + j;
1949                 /*
1950                  * this is a possible cluster write
1951                  */
1952                 if (ncl != 1) {
1953                         BUF_UNLOCK(bp);
1954                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
1955                             gbflags);
1956                         return (nwritten);
1957                 }
1958         }
1959         bremfree(bp);
1960         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1961         /*
1962          * default (old) behavior, writing out only one block
1963          *
1964          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1965          */
1966         nwritten = bp->b_bufsize;
1967         (void) bwrite(bp);
1968
1969         return (nwritten);
1970 }
1971
1972 static void
1973 setbufkva(struct buf *bp, vm_offset_t addr, int maxsize, int gbflags)
1974 {
1975
1976         KASSERT((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
1977             bp->b_kvasize == 0, ("call bfreekva(%p)", bp));
1978         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
1979                 bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
1980         } else if ((gbflags & GB_KVAALLOC) != 0) {
1981                 KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0,
1982                     ("GB_KVAALLOC without GB_UNMAPPED"));
1983                 bp->b_kvaalloc = (caddr_t)addr;
1984                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
1985                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
1986         }
1987         bp->b_kvasize = maxsize;
1988 }
1989
1990 /*
1991  * Allocate the buffer KVA and set b_kvasize. Also set b_kvabase if
1992  * needed.
1993  */
1994 static int
1995 allocbufkva(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
1996 {
1997         vm_offset_t addr;
1998         int rv;
1999
2000         bfreekva(bp);
2001         addr = 0;
2002
2003         vm_map_lock(buffer_map);
2004         if (vm_map_findspace(buffer_map, vm_map_min(buffer_map), maxsize,
2005             &addr)) {
2006                 vm_map_unlock(buffer_map);
2007                 /*
2008                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2009                  * to defragment the map.
2010                  */
2011                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
2012                 return (1);
2013         }
2014         rv = vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0, addr, addr + maxsize,
2015             VM_PROT_RW, VM_PROT_RW, MAP_NOFAULT);
2016         KASSERT(rv == KERN_SUCCESS, ("vm_map_insert(buffer_map) rv %d", rv));
2017         vm_map_unlock(buffer_map);
2018         setbufkva(bp, addr, maxsize, gbflags);
2019         atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2020         return (0);
2021 }
2022
2023 /*
2024  * Ask the bufdaemon for help, or act as bufdaemon itself, when a
2025  * locked vnode is supplied.
2026  */
2027 static void
2028 getnewbuf_bufd_help(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo,
2029     int defrag)
2030 {
2031         struct thread *td;
2032         char *waitmsg;
2033         int fl, flags, norunbuf;
2034
2035         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
2036
2037         if (defrag) {
2038                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2039                 waitmsg = "nbufkv";
2040         } else if (bufspace >= hibufspace) {
2041                 waitmsg = "nbufbs";
2042                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2043         } else {
2044                 waitmsg = "newbuf";
2045                 flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2046         }
2047         mtx_lock(&nblock);
2048         needsbuffer |= flags;
2049         mtx_unlock(&nblock);
2050         mtx_unlock(&bqlock);
2051
2052         bd_speedup();   /* heeeelp */
2053         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
2054                 return;
2055
2056         td = curthread;
2057         mtx_lock(&nblock);
2058         while (needsbuffer & flags) {
2059                 if (vp != NULL && (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2060                         mtx_unlock(&nblock);
2061                         /*
2062                          * getblk() is called with a vnode locked, and
2063                          * some majority of the dirty buffers may as
2064                          * well belong to the vnode.  Flushing the
2065                          * buffers there would make a progress that
2066                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
2067                          * cannot lock the vnode.
2068                          */
2069                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2070                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2071                         /* play bufdaemon */
2072                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2073                         fl = buf_do_flush(vp);
2074                         td->td_pflags &= norunbuf;
2075                         mtx_lock(&nblock);
2076                         if (fl != 0)
2077                                 continue;
2078                         if ((needsbuffer & flags) == 0)
2079                                 break;
2080                 }
2081                 if (msleep(&needsbuffer, &nblock, (PRIBIO + 4) | slpflag,
2082                     waitmsg, slptimeo))
2083                         break;
2084         }
2085         mtx_unlock(&nblock);
2086 }
2087
2088 static void
2089 getnewbuf_reuse_bp(struct buf *bp, int qindex)
2090 {
2091
2092         CTR6(KTR_BUF, "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
2093             "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
2094              bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
2095         mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2096
2097         /*
2098          * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2099          * buffers.
2100          */
2101         KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2102             ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2103
2104         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
2105                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2106                         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
2107                         vfs_vmio_release(bp);
2108                 }
2109                 if (bp->b_vp != NULL)
2110                         brelvp(bp);
2111         }
2112
2113         /*
2114          * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still valid
2115          * after this operation.
2116          */
2117
2118         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
2119                 crfree(bp->b_rcred);
2120                 bp->b_rcred = NOCRED;
2121         }
2122         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
2123                 crfree(bp->b_wcred);
2124                 bp->b_wcred = NOCRED;
2125         }
2126         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2127                 buf_deallocate(bp);
2128         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2129                 panic("losing buffer 3");
2130         KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
2131             bp, bp->b_vp, qindex));
2132         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
2133             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
2134
2135         if (bp->b_bufsize)
2136                 allocbuf(bp, 0);
2137
2138         bp->b_flags &= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2139         bp->b_ioflags = 0;
2140         bp->b_xflags = 0;
2141         KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) == 0,
2142             ("buf %p still counted as free?", bp));
2143         bp->b_vflags = 0;
2144         bp->b_vp = NULL;
2145         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
2146         bp->b_offset = NOOFFSET;
2147         bp->b_iodone = 0;
2148         bp->b_error = 0;
2149         bp->b_resid = 0;
2150         bp->b_bcount = 0;
2151         bp->b_npages = 0;
2152         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2153         bp->b_bufobj = NULL;
2154         bp->b_pin_count = 0;
2155         bp->b_fsprivate1 = NULL;
2156         bp->b_fsprivate2 = NULL;
2157         bp->b_fsprivate3 = NULL;
2158
2159         LIST_INIT(&bp->b_dep);
2160 }
2161
2162 static int flushingbufs;
2163
2164 static struct buf *
2165 getnewbuf_scan(int maxsize, int defrag, int unmapped, int metadata)
2166 {
2167         struct buf *bp, *nbp;
2168         int nqindex, qindex, pass;
2169
2170         KASSERT(!unmapped || !defrag, ("both unmapped and defrag"));
2171
2172         pass = 1;
2173 restart:
2174         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
2175
2176         /*
2177          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
2178          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
2179          * that if we are specially marked process, we are allowed to
2180          * dip into our reserves.
2181          *
2182          * The scanning sequence is nominally: EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
2183          * for the allocation of the mapped buffer.  For unmapped, the
2184          * easiest is to start with EMPTY outright.
2185          *
2186          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
2187          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
2188          * where we cannot backup.
2189          */
2190         nbp = NULL;
2191         mtx_lock(&bqlock);
2192         if (!defrag && unmapped) {
2193                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2194                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2195         }
2196         if (nbp == NULL) {
2197                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2198                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2199         }
2200
2201         /*
2202          * If no EMPTYKVA buffers and we are either defragging or
2203          * reusing, locate a CLEAN buffer to free or reuse.  If
2204          * bufspace useage is low skip this step so we can allocate a
2205          * new buffer.
2206          */
2207         if (nbp == NULL && (defrag || bufspace >= lobufspace)) {
2208                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2209                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2210         }
2211
2212         /*
2213          * If we could not find or were not allowed to reuse a CLEAN
2214          * buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY buffer.
2215          * We can only use an EMPTY buffer if allocating its KVA would
2216          * not otherwise run us out of buffer space.  No KVA is needed
2217          * for the unmapped allocation.
2218          */
2219         if (nbp == NULL && defrag == 0 && (bufspace + maxsize < hibufspace ||
2220             metadata)) {
2221                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2222                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2223         }
2224
2225         /*
2226          * All available buffers might be clean, retry ignoring the
2227          * lobufspace as the last resort.
2228          */
2229         if (nbp == NULL && !TAILQ_EMPTY(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])) {
2230                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2231                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2232         }
2233
2234         /*
2235          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
2236          * depending.
2237          */
2238         while ((bp = nbp) != NULL) {
2239                 qindex = nqindex;
2240
2241                 /*
2242                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
2243                  * block or do other fancy things).
2244                  */
2245                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
2246                         switch (qindex) {
2247                         case QUEUE_EMPTY:
2248                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2249                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2250                                 if (nbp != NULL)
2251                                         break;
2252                                 /* FALLTHROUGH */
2253                         case QUEUE_EMPTYKVA:
2254                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2255                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2256                                 if (nbp != NULL)
2257                                         break;
2258                                 /* FALLTHROUGH */
2259                         case QUEUE_CLEAN:
2260                                 if (metadata && pass == 1) {
2261                                         pass = 2;
2262                                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
2263                                         nbp = TAILQ_FIRST(
2264                                             &bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2265                                 }
2266                                 /*
2267                                  * nbp is NULL. 
2268                                  */
2269                                 break;
2270                         }
2271                 }
2272                 /*
2273                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2274                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
2275                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
2276                  * should also be non-zero at this point.  XXX
2277                  */
2278                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
2279                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
2280                         continue;
2281                 }
2282
2283                 /*
2284                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2285                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
2286                  */
2287                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2288                         continue;
2289                 if (bp->b_vp) {
2290                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2291                         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
2292                                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2293                                 BUF_UNLOCK(bp);
2294                                 continue;
2295                         }
2296                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2297                 }
2298
2299                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
2300                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2301
2302                 if (bp->b_bufobj != NULL)
2303                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2304                 bremfreel(bp);
2305                 if (bp->b_bufobj != NULL)
2306                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2307                 mtx_unlock(&bqlock);
2308                 /*
2309                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2310                  * the scan from this point on.
2311                  */
2312
2313                 getnewbuf_reuse_bp(bp, qindex);
2314                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2315
2316                 /*
2317                  * If we are defragging then free the buffer.
2318                  */
2319                 if (defrag) {
2320                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2321                         bfreekva(bp);
2322                         brelse(bp);
2323                         defrag = 0;
2324                         goto restart;
2325                 }
2326
2327                 /*
2328                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2329                  * identity change by freeing the buffer.
2330                  */
2331                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2332                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2333                         bfreekva(bp);
2334                         brelse(bp);
2335                         goto restart;
2336                 }
2337
2338                 if (metadata)
2339                         break;
2340
2341                 /*
2342                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2343                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2344                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2345                  */
2346                 if (bufspace >= hibufspace)
2347                         flushingbufs = 1;
2348                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2349                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2350                         bfreekva(bp);
2351                         brelse(bp);
2352                         goto restart;
2353                 }
2354                 if (bufspace < lobufspace)
2355                         flushingbufs = 0;
2356                 break;
2357         }
2358         return (bp);
2359 }
2360
2361 /*
2362  *      getnewbuf:
2363  *
2364  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2365  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2366  *
2367  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
2368  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
2369  *
2370  *      We block if:
2371  *              We have insufficient buffer headers
2372  *              We have insufficient buffer space
2373  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
2374  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2375  *
2376  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
2377  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
2378  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
2379  */
2380 static struct buf *
2381 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
2382     int gbflags)
2383 {
2384         struct buf *bp;
2385         int defrag, metadata;
2386
2387         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2388             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2389         if (!unmapped_buf_allowed)
2390                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2391
2392         defrag = 0;
2393         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2394             vp->v_type == VCHR)
2395                 metadata = 1;
2396         else
2397                 metadata = 0;
2398         /*
2399          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
2400          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
2401          * low-memory situations by proactively returning memory and running
2402          * async I/O rather then sync I/O.
2403          */
2404         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2405         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
2406 restart:
2407         bp = getnewbuf_scan(maxsize, defrag, (gbflags & (GB_UNMAPPED |
2408             GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED, metadata);
2409         if (bp != NULL)
2410                 defrag = 0;
2411
2412         /*
2413          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2414          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2415          *
2416          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2417          */
2418         if (bp == NULL) {
2419                 mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
2420                 getnewbuf_bufd_help(vp, gbflags, slpflag, slptimeo, defrag);
2421                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2422         } else if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED) {
2423                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2424
2425                 bfreekva(bp);
2426                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
2427                 bp->b_kvabase = bp->b_data = unmapped_buf;
2428                 bp->b_kvasize = maxsize;
2429                 atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2430                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2431                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2432         } else {
2433                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2434
2435                 /*
2436                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2437                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2438                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2439                  * BKVASIZE chunks.
2440                  */
2441                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2442
2443                 if (maxsize != bp->b_kvasize || (bp->b_flags & (B_UNMAPPED |
2444                     B_KVAALLOC)) == B_UNMAPPED) {
2445                         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
2446                                 defrag = 1;
2447                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2448                                 brelse(bp);
2449                                 goto restart;
2450                         }
2451                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2452                 } else if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0 &&
2453                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == 0) {
2454                         /*
2455                          * If the reused buffer has KVA allocated,
2456                          * reassign b_kvaalloc to b_kvabase.
2457                          */
2458                         bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
2459                         bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
2460                         atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace,
2461                             bp->b_kvasize);
2462                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2463                 } else if ((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
2464                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == (GB_UNMAPPED |
2465                     GB_KVAALLOC)) {
2466                         /*
2467                          * The case of reused buffer already have KVA
2468                          * mapped, but the request is for unmapped
2469                          * buffer with KVA allocated.
2470                          */
2471                         bp->b_kvaalloc = bp->b_kvabase;
2472                         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2473                         bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2474                         atomic_add_long(&unmapped_bufspace,
2475                             bp->b_kvasize);
2476                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2477                 }
2478                 if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
2479                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2480                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2481                         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
2482                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2483                 }
2484         }
2485         return (bp);
2486 }
2487
2488 /*
2489  *      buf_daemon:
2490  *
2491  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2492  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2493  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2494  */
2495
2496 static struct kproc_desc buf_kp = {
2497         "bufdaemon",
2498         buf_daemon,
2499         &bufdaemonproc
2500 };
2501 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2502
2503 static int
2504 buf_do_flush(struct vnode *vp)
2505 {
2506         int flushed;
2507
2508         flushed = flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 0);
2509         if (flushed == 0) {
2510                 /*
2511                  * Could not find any buffers without rollback
2512                  * dependencies, so just write the first one
2513                  * in the hopes of eventually making progress.
2514                  */
2515                 flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 1);
2516         }
2517         return (flushed);
2518 }
2519
2520 static void
2521 buf_daemon()
2522 {
2523         int lodirtysave;
2524
2525         /*
2526          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2527          */
2528         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2529             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2530
2531         /*
2532          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2533          */
2534         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2535         mtx_lock(&bdlock);
2536         for (;;) {
2537                 bd_request = 0;
2538                 mtx_unlock(&bdlock);
2539
2540                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2541                 lodirtysave = lodirtybuffers;
2542                 if (bd_speedupreq) {
2543                         lodirtybuffers = numdirtybuffers / 2;
2544                         bd_speedupreq = 0;
2545                 }
2546                 /*
2547                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2548                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2549                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2550                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2551                  */
2552                 while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
2553                         if (buf_do_flush(NULL) == 0)
2554                                 break;
2555                         kern_yield(PRI_USER);
2556                 }
2557                 lodirtybuffers = lodirtysave;
2558
2559                 /*
2560                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2561                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2562                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2563                  * built up, within reason.
2564                  *
2565                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2566                  * find any flushable buffers, we sleep half a second.
2567                  * Otherwise we loop immediately.
2568                  */
2569                 mtx_lock(&bdlock);
2570                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2571                         /*
2572                          * We reached our low water mark, reset the
2573                          * request and sleep until we are needed again.
2574                          * The sleep is just so the suspend code works.
2575                          */
2576                         bd_request = 0;
2577                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2578                 } else {
2579                         /*
2580                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2581                          * still have too many dirty buffers, we
2582                          * have to sleep and try again.  (rare)
2583                          */
2584                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2585                 }
2586         }
2587 }
2588
2589 /*
2590  *      flushbufqueues:
2591  *
2592  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2593  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2594  *      particularly sensitive to.
2595  */
2596 static int flushwithdeps = 0;
2597 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2598     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2599
2600 static int
2601 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int queue, int flushdeps)
2602 {
2603         struct buf *sentinel;
2604         struct vnode *vp;
2605         struct mount *mp;
2606         struct buf *bp;
2607         int hasdeps;
2608         int flushed;
2609         int target;
2610
2611         if (lvp == NULL) {
2612                 target = numdirtybuffers - lodirtybuffers;
2613                 if (flushdeps && target > 2)
2614                         target /= 2;
2615         } else
2616                 target = flushbufqtarget;
2617         flushed = 0;
2618         bp = NULL;
2619         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2620         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2621         mtx_lock(&bqlock);
2622         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2623         while (flushed != target) {
2624                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2625                 if (bp != NULL) {
2626                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2627                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2628                             b_freelist);
2629                 } else
2630                         break;
2631                 /*
2632                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2633                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2634                  */
2635                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL)
2636                         continue;
2637                 /*
2638                  * Only flush the buffers that belong to the
2639                  * vnode locked by the curthread.
2640                  */
2641                 if (lvp != NULL && bp->b_vp != lvp)
2642                         continue;
2643                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2644                         continue;
2645                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2646                         BUF_UNLOCK(bp);
2647                         continue;
2648                 }
2649                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2650                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2651                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2652                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2653                         BUF_UNLOCK(bp);
2654                         continue;
2655                 }
2656                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2657                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2658                         bremfreel(bp);
2659                         mtx_unlock(&bqlock);
2660                         brelse(bp);
2661                         flushed++;
2662                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2663                         mtx_lock(&bqlock);
2664                         continue;
2665                 }
2666
2667                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2668                         if (flushdeps == 0) {
2669                                 BUF_UNLOCK(bp);
2670                                 continue;
2671                         }
2672                         hasdeps = 1;
2673                 } else
2674                         hasdeps = 0;
2675                 /*
2676                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2677                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2678                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2679                  * system.
2680                  *
2681                  * The lock order here is the reverse of the normal
2682                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2683                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2684                  */
2685                 vp = bp->b_vp;
2686                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2687                         BUF_UNLOCK(bp);
2688                         continue;
2689                 }
2690                 if (vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT | LK_CANRECURSE) == 0) {
2691                         mtx_unlock(&bqlock);
2692                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2693                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2694                         if (curproc == bufdaemonproc)
2695                                 vfs_bio_awrite(bp);
2696                         else {
2697                                 bremfree(bp);
2698                                 bwrite(bp);
2699                                 notbufdflashes++;
2700                         }
2701                         vn_finished_write(mp);
2702                         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2703                         flushwithdeps += hasdeps;
2704                         flushed++;
2705
2706                         /*
2707                          * Sleeping on runningbufspace while holding
2708                          * vnode lock leads to deadlock.
2709                          */
2710                         if (curproc == bufdaemonproc)
2711                                 waitrunningbufspace();
2712                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2713                         mtx_lock(&bqlock);
2714                         continue;
2715                 }
2716                 vn_finished_write(mp);
2717                 BUF_UNLOCK(bp);
2718         }
2719         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2720         mtx_unlock(&bqlock);
2721         free(sentinel, M_TEMP);
2722         return (flushed);
2723 }
2724
2725 /*
2726  * Check to see if a block is currently memory resident.
2727  */
2728 struct buf *
2729 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2730 {
2731         struct buf *bp;
2732
2733         BO_LOCK(bo);
2734         bp = gbincore(bo, blkno);
2735         BO_UNLOCK(bo);
2736         return (bp);
2737 }
2738
2739 /*
2740  * Returns true if no I/O is needed to access the
2741  * associated VM object.  This is like incore except
2742  * it also hunts around in the VM system for the data.
2743  */
2744
2745 static int
2746 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2747 {
2748         vm_object_t obj;
2749         vm_offset_t toff, tinc, size;
2750         vm_page_t m;
2751         vm_ooffset_t off;
2752
2753         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2754
2755         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2756                 return 1;
2757         if (vp->v_mount == NULL)
2758                 return 0;
2759         obj = vp->v_object;
2760         if (obj == NULL)
2761                 return (0);
2762
2763         size = PAGE_SIZE;
2764         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2765                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2766         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2767
2768         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2769         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2770                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2771                 if (!m)
2772                         goto notinmem;
2773                 tinc = size;
2774                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2775                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2776                 if (vm_page_is_valid(m,
2777                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2778                         goto notinmem;
2779         }
2780         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2781         return 1;
2782
2783 notinmem:
2784         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2785         return (0);
2786 }
2787
2788 /*
2789  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2790  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
2791  * to the size of the buffer.
2792  *
2793  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2794  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2795  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2796  *
2797  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2798  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2799  */
2800 static void
2801 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
2802 {
2803         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
2804         vm_page_t m;
2805         int i;
2806
2807         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2808                 return;
2809
2810         foff = bp->b_offset;
2811         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2812             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
2813
2814         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2815         vfs_drain_busy_pages(bp);
2816         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2817         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2818                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2819                 eoff = noff;
2820                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2821                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2822                 m = bp->b_pages[i];
2823                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
2824                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2825                 foff = noff;
2826         }
2827         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2828 }
2829
2830 static void
2831 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2832 {
2833         vm_object_t object;
2834         int i;
2835
2836         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2837         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2838
2839         /*
2840          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2841          * object has been flushed yet.
2842          */
2843         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
2844                 vm_offset_t boffset;
2845                 vm_offset_t eoffset;
2846
2847                 /*
2848                  * test the pages to see if they have been modified directly
2849                  * by users through the VM system.
2850                  */
2851                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2852                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2853
2854                 /*
2855                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2856                  * (eoffset - boffset) bytes.
2857                  */
2858
2859                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2860                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2861                                 break;
2862                 }
2863                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2864
2865                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2866                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2867                                 break;
2868                         }
2869                 }
2870                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2871
2872                 /*
2873                  * Fit it to the buffer.
2874                  */
2875
2876                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2877                         eoffset = bp->b_bcount;
2878
2879                 /*
2880                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2881                  * dirty range.
2882                  */
2883
2884                 if (boffset < eoffset) {
2885                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2886                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2887                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2888                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2889                 }
2890         }
2891 }
2892
2893 /*
2894  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer. It handles the
2895  * cases of both B_UNMAPPED buffer, and buffer with the preallocated
2896  * KVA which is not mapped (B_KVAALLOC).
2897  */
2898 static void
2899 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
2900 {
2901         struct buf *scratch_bp;
2902         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
2903         off_t offset;
2904
2905         need_mapping = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 &&
2906             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
2907         need_kva = (bp->b_flags & (B_KVAALLOC | B_UNMAPPED)) == B_UNMAPPED &&
2908             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
2909         if (!need_mapping && !need_kva)
2910                 return;
2911
2912         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2913
2914         if (need_mapping && (bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
2915                 /*
2916                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
2917                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
2918                  * allocated space.
2919                  */
2920                 bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
2921                 KASSERT(bp->b_kvaalloc != 0, ("kvaalloc == 0"));
2922                 bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
2923                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2924                 goto has_addr;
2925         }
2926
2927         /*
2928          * Calculate the amount of the address space we would reserve
2929          * if the buffer was mapped.
2930          */
2931         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
2932         offset = blkno * bsize;
2933         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
2934         maxsize = imax(maxsize, bsize);
2935
2936 mapping_loop:
2937         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
2938                 /*
2939                  * Request defragmentation. getnewbuf() returns us the
2940                  * allocated space by the scratch buffer KVA.
2941                  */
2942                 scratch_bp = getnewbuf(bp->b_vp, 0, 0, size, maxsize, gbflags |
2943                     (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC));
2944                 if (scratch_bp == NULL) {
2945                         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
2946                                 /*
2947                                  * XXXKIB: defragmentation cannot
2948                                  * succeed, not sure what else to do.
2949                                  */
2950                                 panic("GB_NOWAIT_BD and B_UNMAPPED %p", bp);
2951                         }
2952                         atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
2953                         goto mapping_loop;
2954                 }
2955                 KASSERT((scratch_bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0,
2956                     ("scratch bp !B_KVAALLOC %p", scratch_bp));
2957                 setbufkva(bp, (vm_offset_t)scratch_bp->b_kvaalloc,
2958                     scratch_bp->b_kvasize, gbflags);
2959
2960                 /* Get rid of the scratch buffer. */
2961                 scratch_bp->b_kvasize = 0;
2962                 scratch_bp->b_flags |= B_INVAL;
2963                 scratch_bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
2964                 brelse(scratch_bp);
2965         }
2966         if (!need_mapping)
2967                 return;
2968
2969 has_addr:
2970         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2971         bp->b_data = bp->b_saveaddr; /* b_offset is handled by bpmap_qenter */
2972         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
2973         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2974         bpmap_qenter(bp);
2975 }
2976
2977 /*
2978  *      getblk:
2979  *
2980  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2981  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
2982  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
2983  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
2984  *      READ.
2985  *
2986  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2987  *      an existing buffer.
2988  *
2989  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2990  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2991  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2992  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2993  *
2994  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2995  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2996  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2997  *      backing VM.
2998  *
2999  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3000  *      B_CACHE bit is clear.
3001  *      
3002  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3003  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3004  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3005  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3006  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3007  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3008  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3009  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
3010  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3011  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3012  */
3013 struct buf *
3014 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3015     int flags)
3016 {
3017         struct buf *bp;
3018         struct bufobj *bo;
3019         int bsize, error, maxsize, vmio;
3020         off_t offset;
3021
3022         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3023         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3024             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3025         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3026         if (size > MAXBSIZE)
3027                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
3028         if (!unmapped_buf_allowed)
3029                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3030
3031         bo = &vp->v_bufobj;
3032 loop:
3033         /*
3034          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
3035          * to completely exhaust the buffer cache.
3036          *
3037          * If this check ever becomes a bottleneck it may be better to
3038          * move it into the else, when gbincore() fails.  At the moment
3039          * it isn't a problem.
3040          */
3041         if (numfreebuffers == 0) {
3042                 if (TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3043                         return NULL;
3044                 mtx_lock(&nblock);
3045                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
3046                 mtx_unlock(&nblock);
3047         }
3048
3049         BO_LOCK(bo);
3050         bp = gbincore(bo, blkno);
3051         if (bp != NULL) {
3052                 int lockflags;
3053                 /*
3054                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3055                  * it must be on a queue.
3056                  */
3057                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3058
3059                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3060                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3061
3062                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3063                     BO_MTX(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3064
3065                 /*
3066                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3067                  * the buffer changed identities.
3068                  */
3069                 if (error == ENOLCK)
3070                         goto loop;
3071                 /* We timed out or were interrupted. */
3072                 else if (error)
3073                         return (NULL);
3074                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3075                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3076                         goto end;
3077
3078                 /*
3079                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3080                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3081                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3082                  * backing VM cache.
3083                  */
3084                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3085                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3086                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3087                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3088                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3089                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3090                 else {
3091                         BO_LOCK(bo);
3092                         bremfree(bp);
3093                         BO_UNLOCK(bo);
3094                 }
3095
3096                 /*
3097                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3098                  */
3099                 if (bp->b_bcount != size) {
3100                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3101                             (size > bp->b_kvasize)) {
3102                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3103                                         /*
3104                                          * If buffer is pinned and caller does
3105                                          * not want sleep  waiting for it to be
3106                                          * unpinned, bail out
3107                                          * */
3108                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
3109                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
3110                                                         bqrelse(bp);
3111                                                         return (NULL);
3112                                                 } else {
3113                                                         bunpin_wait(bp);
3114                                                 }
3115                                         }
3116                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3117                                         bwrite(bp);
3118                                 } else {
3119                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3120                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3121                                                 brelse(bp);
3122                                         } else {
3123                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3124                                                 bwrite(bp);
3125                                         }
3126                                 }
3127                                 goto loop;
3128                         }
3129                 }
3130
3131                 /*
3132                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3133                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3134                  * reservation is requested.
3135                  */
3136                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3137
3138                 /*
3139                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
3140                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3141                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3142                  * unchanged from its previous state.
3143                  */
3144                 if (bp->b_bcount != size)
3145                         allocbuf(bp, size);
3146
3147                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3148                     ("getblk: no buffer offset"));
3149
3150                 /*
3151                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3152                  * be committed before we can return the buffer in
3153                  * order to prevent the caller from issuing a read
3154                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3155                  * it.
3156                  *
3157                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3158                  * operate properly either because they assume they
3159                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3160                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3161                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3162                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3163                  * preventing further loops.
3164                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3165                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3166                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3167                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3168                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3169                  * after the write.
3170                  *
3171                  * We might be able to do something fancy, like setting
3172                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3173                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3174                  * confusing.  This is much easier.
3175                  */
3176
3177                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3178                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3179                         bwrite(bp);
3180                         goto loop;
3181                 }
3182                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3183         } else {
3184                 /*
3185                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3186                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3187                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3188                  */
3189                 BO_UNLOCK(bo);
3190                 /*
3191                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3192                  * here.
3193                  */
3194                 if (flags & GB_NOCREAT)
3195                         return NULL;
3196                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3197                 offset = blkno * bsize;
3198                 vmio = vp->v_object != NULL;
3199                 if (vmio) {
3200                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3201                 } else {
3202                         maxsize = size;
3203                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3204                         flags &= ~GB_UNMAPPED;
3205                 }
3206                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3207
3208                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
3209                 if (bp == NULL) {
3210                         if (slpflag || slptimeo)
3211                                 return NULL;
3212                         goto loop;
3213                 }
3214
3215                 /*
3216                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3217                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3218                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3219                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3220                  * throw away the one we just created.
3221                  *
3222                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3223                  * with the vp especially considering limitations in
3224                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3225                  * lblkno's.
3226                  */
3227                 BO_LOCK(bo);
3228                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3229                         BO_UNLOCK(bo);
3230                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3231                         brelse(bp);
3232                         goto loop;
3233                 }
3234
3235                 /*
3236                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3237                  * be found by incore.
3238                  */
3239                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3240                 bp->b_offset = offset;
3241                 bgetvp(vp, bp);
3242                 BO_UNLOCK(bo);
3243
3244                 /*
3245                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3246                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3247                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3248                  * backing store for validity.
3249                  */
3250
3251                 if (vmio) {
3252                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3253                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3254                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3255                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3256                 } else {
3257                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3258                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3259                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3260                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3261                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3262                 }
3263
3264                 allocbuf(bp, size);
3265                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3266         }
3267         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3268         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3269 end:
3270         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3271             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3272         return (bp);
3273 }
3274
3275 /*
3276  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3277  * set to B_INVAL.
3278  */
3279 struct buf *
3280 geteblk(int size, int flags)
3281 {
3282         struct buf *bp;
3283         int maxsize;
3284
3285         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3286         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
3287                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3288                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3289                         return (NULL);
3290         }
3291         allocbuf(bp, size);
3292         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3293         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3294         return (bp);
3295 }
3296
3297
3298 /*
3299  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3300  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3301  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3302  * resize a buffer up or down.
3303  *
3304  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3305  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3306  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3307  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3308  *
3309  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3310  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3311  */
3312
3313 int
3314 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3315 {
3316         int newbsize, mbsize;
3317         int i;
3318
3319         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3320
3321         if (bp->b_kvasize < size)
3322                 panic("allocbuf: buffer too small");
3323
3324         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3325                 caddr_t origbuf;
3326                 int origbufsize;
3327                 /*
3328                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3329                  * mess with B_CACHE.
3330                  */
3331                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3332                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3333                         newbsize = mbsize;
3334                 else
3335                         newbsize = round_page(size);
3336
3337                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3338                         /*
3339                          * malloced buffers are not shrunk
3340                          */
3341                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3342                                 if (newbsize) {
3343                                         bp->b_bcount = size;
3344                                 } else {
3345                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3346                                         if (bp->b_bufsize) {
3347                                                 atomic_subtract_long(
3348                                                     &bufmallocspace,
3349                                                     bp->b_bufsize);
3350                                                 bufspacewakeup();
3351                                                 bp->b_bufsize = 0;
3352                                         }
3353                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
3354                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3355                                         bp->b_bcount = 0;
3356                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3357                                 }
3358                                 return 1;
3359                         }               
3360                         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3361                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3362                         /*
3363                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3364                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3365                          * grows.
3366                          */
3367                         /*
3368                          * There is a potential smp race here that could lead
3369                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3370                          * is probably extremely rare and not worth worrying
3371                          * over.
3372                          */
3373                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3374                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3375                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3376
3377                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3378                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3379                                 bp->b_bcount = size;
3380                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3381                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
3382                                 return 1;
3383                         }
3384                         origbuf = NULL;
3385                         origbufsize = 0;
3386                         /*
3387                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
3388                          * then we revert to the page-allocation scheme.
3389                          */
3390                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3391                                 origbuf = bp->b_data;
3392                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3393                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3394                                 if (bp->b_bufsize) {
3395                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
3396                                             bp->b_bufsize);
3397                                         bufspacewakeup();
3398                                         bp->b_bufsize = 0;
3399                                 }
3400                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3401                                 newbsize = round_page(newbsize);
3402                         }
3403                         vm_hold_load_pages(
3404                             bp,
3405                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3406                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3407                         if (origbuf) {
3408                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3409                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3410                         }
3411                 }
3412         } else {
3413                 int desiredpages;
3414
3415                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3416                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3417                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3418
3419                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3420                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3421                 /*
3422                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3423                  * 0-length.
3424                  */
3425                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3426                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3427
3428                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3429                         /*
3430                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3431                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3432                          * if we have to remove any pages.
3433                          */
3434                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
3435                                 vm_page_t m;
3436
3437                                 if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3438                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3439                                         pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page(
3440                                             (vm_offset_t)bp->b_data) +
3441                                             (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3442                                             (bp->b_npages - desiredpages));
3443                                 } else
3444                                         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3445                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3446                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3447                                         /*
3448                                          * the page is not freed here -- it
3449                                          * is the responsibility of 
3450                                          * vnode_pager_setsize
3451                                          */
3452                                         m = bp->b_pages[i];
3453                                         KASSERT(m != bogus_page,
3454                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3455                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m, TRUE,
3456                                             "biodep"))
3457                                                 continue;
3458
3459                                         bp->b_pages[i] = NULL;
3460                                         vm_page_lock(m);
3461                                         vm_page_unwire(m, 0);
3462                                         vm_page_unlock(m);
3463                                 }
3464                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3465                                 bp->b_npages = desiredpages;
3466                         }
3467                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3468                         /*
3469                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3470                          * byte-granular fashion.
3471                          */
3472                         vm_object_t obj;
3473                         vm_offset_t toff;
3474                         vm_offset_t tinc;
3475
3476                         /*
3477                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3478                          * allocating them if necessary.  We must clear
3479                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3480                          * range covered by the buffer.
3481                          */
3482
3483                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3484
3485                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3486                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
3487                                 vm_page_t m;
3488
3489                                 /*
3490                                  * We must allocate system pages since blocking
3491                                  * here could interfere with paging I/O, no
3492                                  * matter which process we are.
3493                                  *
3494                                  * We can only test VPO_BUSY here.  Blocking on
3495                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3496                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3497                                  * Thus, we specify VM_ALLOC_IGN_SBUSY.
3498                                  */
3499                                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) +
3500                                     bp->b_npages, VM_ALLOC_NOBUSY |
3501                                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3502                                     VM_ALLOC_RETRY | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3503                                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
3504                                 if (m->valid == 0)
3505                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3506                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3507                                 ++bp->b_npages;
3508                         }
3509
3510                         /*
3511                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3512                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3513                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3514                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3515                          * aligned range ( newbsize ).
3516                          *
3517                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3518                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3519                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3520                          * fails with NFS if the server or some other client
3521                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3522                          * B_CACHE may remain set! XXX
3523                          */
3524
3525                         toff = bp->b_bcount;
3526                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3527
3528                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3529                                 vm_pindex_t pi;
3530
3531                                 if (tinc > (size - toff))
3532                                         tinc = size - toff;
3533
3534                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3535                                     PAGE_SHIFT;
3536
3537                                 vfs_buf_test_cache(
3538                                     bp, 
3539                                     bp->b_offset,
3540                                     toff, 
3541                                     tinc, 
3542                                     bp->b_pages[pi]
3543                                 );
3544                                 toff += tinc;
3545                                 tinc = PAGE_SIZE;
3546                         }
3547                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3548
3549                         /*
3550                          * Step 3, fixup the KVM pmap.
3551                          */
3552                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0)
3553                                 bpmap_qenter(bp);
3554                         else
3555                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3556                 }
3557         }
3558         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3559                 bufspacewakeup();
3560         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3561         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3562         return 1;
3563 }
3564
3565 extern int inflight_transient_maps;
3566
3567 void
3568 biodone(struct bio *bp)
3569 {
3570         struct mtx *mtxp;
3571         void (*done)(struct bio *);
3572         vm_offset_t start, end;
3573         int transient;
3574
3575         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3576         mtx_lock(mtxp);
3577         bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3578         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3579                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3580                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3581                 transient = 1;
3582         } else {
3583                 transient = 0;
3584                 start = end = 0;
3585         }
3586         done = bp->bio_done;
3587         if (done == NULL)
3588                 wakeup(bp);
3589         mtx_unlock(mtxp);
3590         if (done != NULL)
3591                 done(bp);
3592         if (transient) {
3593                 pmap_qremove(start, OFF_TO_IDX(end - start));
3594                 vm_map_remove(bio_transient_map, start, end);
3595                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3596         }
3597 }
3598
3599 /*
3600  * Wait for a BIO to finish.
3601  *
3602  * XXX: resort to a timeout for now.  The optimal locking (if any) for this
3603  * case is not yet clear.
3604  */
3605 int
3606 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3607 {
3608         struct mtx *mtxp;
3609
3610         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3611         mtx_lock(mtxp);
3612         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3613                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, hz / 10);
3614         mtx_unlock(mtxp);
3615         if (bp->bio_error != 0)
3616                 return (bp->bio_error);
3617         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3618                 return (0);
3619         return (EIO);
3620 }
3621
3622 void
3623 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3624 {
3625         
3626         if (error) {
3627                 bp->bio_error = error;
3628                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3629         }
3630         if (stat != NULL)
3631                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3632         biodone(bp);
3633 }
3634
3635 /*
3636  *      bufwait:
3637  *
3638  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3639  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3640  *      error and cleared.
3641  */
3642 int
3643 bufwait(struct buf *bp)
3644 {
3645         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3646                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3647         else
3648                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3649         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3650                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3651                 return (EINTR);
3652         }
3653         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3654                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3655         } else {
3656                 return (0);
3657         }
3658 }
3659
3660  /*
3661   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3662   */
3663 static void
3664 bufdonebio(struct bio *bip)
3665 {
3666         struct buf *bp;
3667
3668         bp = bip->bio_caller2;
3669         bp->b_resid = bp->b_bcount - bip->bio_completed;
3670         bp->b_resid = bip->bio_resid;   /* XXX: remove */
3671         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3672         bp->b_error = bip->bio_error;
3673         if (bp->b_error)
3674                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3675         bufdone(bp);
3676         g_destroy_bio(bip);
3677 }
3678
3679 void
3680 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3681 {
3682         struct cdevsw *csw;
3683         struct bio *bip;
3684         int ref;
3685
3686         if ((!bp->b_iocmd) || (bp->b_iocmd & (bp->b_iocmd - 1)))
3687                 panic("b_iocmd botch");
3688         for (;;) {
3689                 bip = g_new_bio();
3690                 if (bip != NULL)
3691                         break;
3692                 /* Try again later */
3693                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3694         }
3695         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3696         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3697         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3698         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3699         bdata2bio(bp, bip);
3700         bip->bio_done = bufdonebio;
3701         bip->bio_caller2 = bp;
3702         bip->bio_dev = dev;
3703         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3704             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s)",
3705             devtoname(dev)));
3706         csw = dev_refthread(dev, &ref);
3707         if (csw == NULL) {
3708                 g_destroy_bio(bip);
3709                 bp->b_error = ENXIO;
3710                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3711                 bufdone(bp);
3712                 return;
3713         }
3714         (*csw->d_strategy)(bip);
3715         dev_relthread(dev, ref);
3716 }
3717
3718 /*
3719  *      bufdone:
3720  *
3721  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3722  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3723  *      not allowed.
3724  *
3725  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3726  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3727  *      assuming B_INVAL is clear.
3728  *
3729  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3730  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3731  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3732  *
3733  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3734  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3735  *      in the biodone routine.
3736  */
3737 void
3738 bufdone(struct buf *bp)
3739 {
3740         struct bufobj *dropobj;
3741         void    (*biodone)(struct buf *);
3742
3743         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3744         dropobj = NULL;
3745
3746         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3747         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3748
3749         runningbufwakeup(bp);
3750         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3751                 dropobj = bp->b_bufobj;
3752         /* call optional completion function if requested */
3753         if (bp->b_iodone != NULL) {
3754                 biodone = bp->b_iodone;
3755                 bp->b_iodone = NULL;
3756                 (*biodone) (bp);
3757                 if (dropobj)
3758                         bufobj_wdrop(dropobj);
3759                 return;
3760         }
3761
3762         bufdone_finish(bp);
3763
3764         if (dropobj)
3765                 bufobj_wdrop(dropobj);
3766 }
3767
3768 void
3769 bufdone_finish(struct buf *bp)
3770 {
3771         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3772
3773         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3774                 buf_complete(bp);
3775
3776         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3777                 vm_ooffset_t foff;
3778                 vm_page_t m;
3779                 vm_object_t obj;
3780                 struct vnode *vp;
3781                 int bogus, i, iosize;
3782
3783                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3784                 KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
3785                     ("biodone_finish: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
3786                     obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
3787
3788                 vp = bp->b_vp;
3789                 KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
3790                     ("biodone_finish: vnode %p has zero hold count", vp));
3791                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3792                     ("biodone_finish: vnode %p has no vm_object", vp));
3793
3794                 foff = bp->b_offset;
3795                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3796                     ("biodone_finish: bp %p has no buffer offset", bp));
3797
3798                 /*
3799                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3800                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3801                  * routines.
3802                  */
3803                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3804                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3805                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3806                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3807                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3808                 }
3809                 bogus = 0;
3810                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3811                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3812                         int bogusflag = 0;
3813                         int resid;
3814
3815                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3816                         if (resid > iosize)
3817                                 resid = iosize;
3818
3819                         /*
3820                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3821                          */
3822                         m = bp->b_pages[i];
3823                         if (m == bogus_page) {
3824                                 bogus = bogusflag = 1;
3825                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3826                                 if (m == NULL)
3827                                         panic("biodone: page disappeared!");
3828                                 bp->b_pages[i] = m;
3829                         }
3830                         KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3831                             ("biodone_finish: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3832                             (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3833
3834                         /*
3835                          * In the write case, the valid and clean bits are
3836                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3837                          * only need to do this here in the read case.
3838                          */
3839                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3840                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3841                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3842                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3843                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3844                         }
3845
3846                         vm_page_io_finish(m);
3847                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3848                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3849                         iosize -= resid;
3850                 }
3851                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3852                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3853                 if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3854                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3855                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3856                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3857                 }
3858         }
3859
3860         /*
3861          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3862          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3863          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3864          */
3865
3866         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3867                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3868                         brelse(bp);
3869                 else
3870                         bqrelse(bp);
3871         } else
3872                 bdone(bp);
3873 }
3874
3875 /*
3876  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3877  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3878  * consistant.
3879  */
3880 void
3881 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3882 {
3883         int i;
3884         vm_object_t obj;
3885         vm_page_t m;
3886
3887         runningbufwakeup(bp);
3888         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3889                 return;
3890
3891         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3892         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3893         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3894                 m = bp->b_pages[i];
3895                 if (m == bogus_page) {
3896                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3897                         if (!m)
3898                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3899                         bp->b_pages[i] = m;
3900                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3901                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3902                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3903                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3904                         } else
3905                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3906                 }
3907                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3908                 vm_page_io_finish(m);
3909         }
3910         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3911         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3912 }
3913
3914 /*
3915  * vfs_page_set_valid:
3916  *
3917  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3918  *      range is restricted to the buffer's size.
3919  *
3920  *      This routine is typically called after a read completes.
3921  */
3922 static void
3923 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3924 {
3925         vm_ooffset_t eoff;
3926
3927         /*
3928          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
3929          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
3930          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
3931          * allocation size of the buffer.
3932          */
3933         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
3934         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3935                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3936
3937         /*
3938          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3939          * entire page.
3940          */
3941         if (eoff > off)
3942                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
3943 }
3944
3945 /*
3946  * vfs_page_set_validclean:
3947  *
3948  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
3949  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
3950  */
3951 static void
3952 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3953 {
3954         vm_ooffset_t soff, eoff;
3955
3956         /*
3957          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3958          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3959          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3960          * of the buffer.
3961          */
3962         soff = off;
3963         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3964         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3965                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3966
3967         /*
3968          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3969          * entire page.
3970          */
3971         if (eoff > soff) {
3972                 vm_page_set_validclean(
3973                     m,
3974                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3975                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3976                 );
3977         }
3978 }
3979
3980 /*
3981  * Ensure that all buffer pages are not busied by VPO_BUSY flag. If
3982  * any page is busy, drain the flag.
3983  */
3984 static void
3985 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
3986 {
3987         vm_page_t m;
3988         int i, last_busied;
3989
3990         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
3991         last_busied = 0;
3992         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3993                 m = bp->b_pages[i];
3994                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0) {
3995                         for (; last_busied < i; last_busied++)
3996                                 vm_page_busy(bp->b_pages[last_busied]);
3997                         while ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0)
3998                                 vm_page_sleep(m, "vbpage");
3999                 }
4000         }
4001         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4002                 vm_page_wakeup(bp->b_pages[i]);
4003 }
4004
4005 /*
4006  * This routine is called before a device strategy routine.
4007  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4008  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4009  * almost as being VPO_BUSY.  Also the object paging_in_progress
4010  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4011  * inconsistant.
4012  *
4013  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4014  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
4015  * and should be ignored.
4016  */
4017 void
4018 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4019 {
4020         int i, bogus;
4021         vm_object_t obj;
4022         vm_ooffset_t foff;
4023         vm_page_t m;
4024
4025         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4026                 return;
4027
4028         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4029         foff = bp->b_offset;
4030         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4031             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4032         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4033         vfs_drain_busy_pages(bp);
4034         if (bp->b_bufsize != 0)
4035                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4036         bogus = 0;
4037         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4038                 m = bp->b_pages[i];
4039
4040                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4041                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4042                         vm_page_io_start(m);
4043                 }
4044                 /*
4045                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4046                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4047                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4048                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4049                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4050                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4051                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4052                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4053                  * first place ).  The replacement prevents the read
4054                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4055                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4056                  * It may not work properly with small-block devices.
4057                  * We need to find a better way.
4058                  */
4059                 if (clear_modify) {
4060                         pmap_remove_write(m);
4061                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4062                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4063                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4064                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4065                         bogus++;
4066                 }
4067                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4068         }
4069         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4070         if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4071                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4072                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4073                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4074         }
4075 }
4076
4077 /*
4078  *      vfs_bio_set_valid:
4079  *
4080  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4081  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4082  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4083  *      page.
4084  */
4085 void   
4086 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4087 {
4088         int i, n;
4089         vm_page_t m;
4090
4091         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4092                 return;
4093
4094         /*
4095          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4096          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4097          * first page that can be validated.
4098          */
4099         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4100         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4101
4102         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4103         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4104                 m = bp->b_pages[i];
4105                 if (n > size)
4106                         n = size;
4107                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4108                 base += n;
4109                 size -= n;
4110                 n = PAGE_SIZE;
4111         }
4112         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4113 }
4114
4115 /*
4116  *      vfs_bio_clrbuf:
4117  *
4118  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4119  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4120  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4121  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4122  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4123  *
4124  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4125  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4126  */
4127 void
4128 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4129 {
4130         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4131
4132         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4133                 clrbuf(bp);
4134                 return;
4135         }
4136         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4137         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4138         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4139         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4140             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4141                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4142                         goto unlock;
4143                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4144                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4145                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4146                         goto unlock;
4147                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4148                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4149                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4150                         goto unlock;
4151                 }
4152         }
4153         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4154         slide = 0;
4155         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4156                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4157                 ea = slide & PAGE_MASK;
4158                 if (ea == 0)
4159                         ea = PAGE_SIZE;
4160                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4161                         continue;
4162                 j = sa / DEV_BSIZE;
4163                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4164                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4165                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4166                         continue;
4167                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4168                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4169                 else {
4170                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4171                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4172                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4173                                             sa, DEV_BSIZE);
4174                                 }
4175                         }
4176                 }
4177                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4178         }
4179 unlock:
4180         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4181         bp->b_resid = 0;
4182 }
4183
4184 void
4185 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4186 {
4187         vm_page_t m;
4188         int i, n;
4189
4190         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4191                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4192                 bzero(bp->b_data + base, size);
4193         } else {
4194                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4195                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4196                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4197                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4198                         m = bp->b_pages[i];
4199                         if (n > size)
4200                                 n = size;
4201                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4202                         base += n;
4203                         size -= n;
4204                         n = PAGE_SIZE;
4205                 }
4206                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4207         }
4208 }
4209
4210 /*
4211  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4212  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4213  * not associated with a file object.
4214  */
4215 static void
4216 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4217 {
4218         vm_offset_t pg;
4219         vm_page_t p;
4220         int index;
4221
4222         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4223
4224         to = round_page(to);
4225         from = round_page(from);
4226         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4227
4228         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4229 tryagain:
4230                 /*
4231                  * note: must allocate system pages since blocking here
4232                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4233                  * process we are.
4234                  */
4235                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4236                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4237                 if (p == NULL) {
4238                         VM_WAIT;
4239                         goto tryagain;
4240                 }
4241                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4242                 bp->b_pages[index] = p;
4243         }
4244         bp->b_npages = index;
4245 }
4246
4247 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4248 static void
4249 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4250 {
4251         vm_offset_t from;
4252         vm_page_t p;
4253         int index, newnpages;
4254
4255         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4256
4257         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4258         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4259         if (bp->b_npages > newnpages)
4260                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4261         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4262                 p = bp->b_pages[index];
4263                 bp->b_pages[index] = NULL;
4264                 if (p->busy != 0)
4265                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
4266                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
4267                 p->wire_count--;
4268                 vm_page_free(p);
4269                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
4270         }
4271         bp->b_npages = newnpages;
4272 }
4273
4274 /*
4275  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4276  *
4277  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4278  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4279  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4280  *
4281  * Note that even if the caller determines that the address space should
4282  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4283  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4284  * check the return value.
4285  */
4286 int
4287 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4288 {
4289         caddr_t kva;
4290         vm_prot_t prot;
4291         int pidx;
4292
4293         if (bp->b_bufsize < 0)
4294                 return (-1);
4295         prot = VM_PROT_READ;
4296         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4297                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4298         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4299             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4300             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4301                 return (-1);
4302         bp->b_npages = pidx;
4303         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4304                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
4305                 kva = bp->b_saveaddr;
4306                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4307                 bp->b_data = kva + (((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK);
4308                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4309         } else {
4310                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
4311                 bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4312                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4313                 bp->b_data = unmapped_buf;
4314         }
4315         return(0);
4316 }
4317
4318 /*
4319  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4320  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4321  */
4322 void
4323 vunmapbuf(struct buf *bp)
4324 {
4325         int npages;
4326
4327         npages = bp->b_npages;
4328         if (bp->b_flags & B_UNMAPPED)
4329                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4330         else
4331                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4332         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4333         
4334         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
4335 }
4336
4337 void
4338 bdone(struct buf *bp)
4339 {
4340         struct mtx *mtxp;
4341
4342         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4343         mtx_lock(mtxp);
4344         bp->b_flags |= B_DONE;
4345         wakeup(bp);
4346         mtx_unlock(mtxp);
4347 }
4348
4349 void
4350 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4351 {
4352         struct mtx *mtxp;
4353
4354         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4355         mtx_lock(mtxp);
4356         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4357                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4358         mtx_unlock(mtxp);
4359 }
4360
4361 int
4362 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4363 {
4364
4365         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
4366 }
4367
4368 void
4369 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4370 {
4371         int i = 0;
4372         struct vnode *vp;
4373
4374         vp = bp->b_vp;
4375         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4376         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4377             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4378         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4379         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4380 }
4381
4382 void
4383 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4384 {
4385
4386         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4387         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
4388         bo->bo_numoutput++;
4389 }
4390
4391 void
4392 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4393 {
4394
4395         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4396         BO_LOCK(bo);
4397         bo->bo_numoutput++;
4398         BO_UNLOCK(bo);
4399 }
4400
4401 void
4402 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4403 {
4404
4405         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4406         BO_LOCK(bo);
4407         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4408         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4409                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4410                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4411         }
4412         BO_UNLOCK(bo);
4413 }
4414
4415 int
4416 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4417 {
4418         int error;
4419
4420         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4421         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
4422         error = 0;
4423         while (bo->bo_numoutput) {
4424                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4425                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_MTX(bo),
4426                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4427                 if (error)
4428                         break;
4429         }
4430         return (error);
4431 }
4432
4433 void
4434 bpin(struct buf *bp)
4435 {
4436         struct mtx *mtxp;
4437
4438         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4439         mtx_lock(mtxp);
4440         bp->b_pin_count++;
4441         mtx_unlock(mtxp);
4442 }
4443
4444 void
4445 bunpin(struct buf *bp)
4446 {
4447         struct mtx *mtxp;
4448
4449         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4450         mtx_lock(mtxp);
4451         if (--bp->b_pin_count == 0)
4452                 wakeup(bp);
4453         mtx_unlock(mtxp);
4454 }
4455
4456 void
4457 bunpin_wait(struct buf *bp)
4458 {
4459         struct mtx *mtxp;
4460
4461         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4462         mtx_lock(mtxp);
4463         while (bp->b_pin_count > 0)
4464                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4465         mtx_unlock(mtxp);
4466 }
4467
4468 /*
4469  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4470  */
4471 void
4472 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4473 {
4474
4475         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
4476                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4477                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4478                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4479                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4480                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4481                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4482                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4483                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4484                     ("Buffer %p too short: %d %d %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4485                     bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4486         } else {
4487                 bip->bio_data = bp->b_data;
4488                 bip->bio_ma = NULL;
4489         }
4490 }
4491
4492 #include "opt_ddb.h"
4493 #ifdef DDB
4494 #include <ddb/ddb.h>
4495
4496 /* DDB command to show buffer data */
4497 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4498 {
4499         /* get args */
4500         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4501
4502         if (!have_addr) {
4503                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4504                 return;
4505         }
4506
4507         db_printf("buf at %p\n", bp);
4508         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4509             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4510             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4511         db_printf(
4512             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4513             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4514             "b_dep = %p\n",
4515             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4516             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4517             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4518         if (bp->b_npages) {
4519                 int i;
4520                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4521                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4522                         vm_page_t m;
4523                         m = bp->b_pages[i];
4524                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4525                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4526                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4527                                 db_printf(",");
4528                 }
4529                 db_printf("\n");
4530         }
4531         db_printf(" ");
4532         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4533 }
4534
4535 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4536 {
4537         struct buf *bp;
4538         int i;
4539
4540         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4541                 bp = &buf[i];
4542                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4543                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4544                         db_printf("\n");
4545                 }
4546         }
4547 }
4548
4549 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4550 {
4551         struct vnode *vp;
4552         struct buf *bp;
4553
4554         if (!have_addr) {
4555                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4556                 return;
4557         }
4558         vp = (struct vnode *)addr;
4559         db_printf("Clean buffers:\n");
4560         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4561                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4562                 db_printf("\n");
4563         }
4564         db_printf("Dirty buffers:\n");
4565         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4566                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4567                 db_printf("\n");
4568         }
4569 }
4570
4571 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4572 {
4573         struct buf *bp;
4574         int i, used = 0, nfree = 0;
4575
4576         if (have_addr) {
4577                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4578                 return;
4579         }
4580
4581         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4582                 bp = &buf[i];
4583                 if ((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0)
4584                         nfree++;
4585                 else
4586                         used++;
4587         }
4588
4589         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4590             nfree + used);
4591         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4592 }
4593 #endif /* DDB */