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