]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Add GNU regex from glibc 2.17.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
34  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
35  * sure that the performance degradation associated with schemes such
36  * as this is not realized.
37  *
38  * Author:  John S. Dyson
39  * Significant help during the development and debugging phases
40  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
41  *
42  * see man buf(9) for more info.
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/devicestat.h>
54 #include <sys/eventhandler.h>
55 #include <sys/fail.h>
56 #include <sys/limits.h>
57 #include <sys/lock.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/mount.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/kthread.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/resourcevar.h>
65 #include <sys/rwlock.h>
66 #include <sys/sysctl.h>
67 #include <sys/vmmeter.h>
68 #include <sys/vnode.h>
69 #include <geom/geom.h>
70 #include <vm/vm.h>
71 #include <vm/vm_param.h>
72 #include <vm/vm_kern.h>
73 #include <vm/vm_pageout.h>
74 #include <vm/vm_page.h>
75 #include <vm/vm_object.h>
76 #include <vm/vm_extern.h>
77 #include <vm/vm_map.h>
78 #include "opt_compat.h"
79 #include "opt_directio.h"
80 #include "opt_swap.h"
81
82 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
83
84 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
85
86 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
87         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
88         .bop_write      =       bufwrite,
89         .bop_strategy   =       bufstrategy,
90         .bop_sync       =       bufsync,
91         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
92 };
93
94 /*
95  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
96  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
97  */
98 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
99 caddr_t unmapped_buf;
100
101 static struct proc *bufdaemonproc;
102
103 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
104 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
105 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
106                 vm_offset_t to);
107 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
108 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
109                 vm_page_t m);
110 static void vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp);
111 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
112 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
113 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
114 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
115                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
116 static int buf_do_flush(struct vnode *vp);
117 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
118 static void buf_daemon(void);
119 static void bremfreel(struct buf *bp);
120 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
121     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
122 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
123 #endif
124
125 int vmiodirenable = TRUE;
126 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
127     "Use the VM system for directory writes");
128 long runningbufspace;
129 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
130     "Amount of presently outstanding async buffer io");
131 static long bufspace;
132 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
133     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
134 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
135     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
136 #else
137 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
138     "Virtual memory used for buffers");
139 #endif
140 static long unmapped_bufspace;
141 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, unmapped_bufspace, CTLFLAG_RD,
142     &unmapped_bufspace, 0,
143     "Amount of unmapped buffers, inclusive in the bufspace");
144 static long maxbufspace;
145 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
146     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
147 static long bufmallocspace;
148 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
149     "Amount of malloced memory for buffers");
150 static long maxbufmallocspace;
151 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
152     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
153 static long lobufspace;
154 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
155     "Minimum amount of buffers we want to have");
156 long hibufspace;
157 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
158     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
159 static int bufreusecnt;
160 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
161     "Number of times we have reused a buffer");
162 static int buffreekvacnt;
163 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
164     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
165 static int bufdefragcnt;
166 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
167     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
168 static long lorunningspace;
169 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
170     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
171 static long hirunningspace;
172 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
173     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
174 int dirtybufferflushes;
175 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
176     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
177 int bdwriteskip;
178 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
179     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
180 int altbufferflushes;
181 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
182     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
183 static int recursiveflushes;
184 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
185     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
186 static int numdirtybuffers;
187 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
188     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
189 static int lodirtybuffers;
190 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
191     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
192 static int hidirtybuffers;
193 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
194     "When the number of dirty buffers is considered severe");
195 int dirtybufthresh;
196 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
197     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
198 static int numfreebuffers;
199 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
200     "Number of free buffers");
201 static int lofreebuffers;
202 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
203    "XXX Unused");
204 static int hifreebuffers;
205 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
206    "XXX Complicatedly unused");
207 static int getnewbufcalls;
208 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
209    "Number of calls to getnewbuf");
210 static int getnewbufrestarts;
211 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
212     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
213 static int mappingrestarts;
214 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
215     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
216     "unmapped buffer");
217 static int flushbufqtarget = 100;
218 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
219     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
220 static long notbufdflashes;
221 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflashes, CTLFLAG_RD, &notbufdflashes, 0,
222     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
223 static long barrierwrites;
224 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
225     "Number of barrier writes");
226 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
227     &unmapped_buf_allowed, 0,
228     "Permit the use of the unmapped i/o");
229
230 /*
231  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
232  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
233  * is idling.
234  */
235 static int bd_request;
236
237 /*
238  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
239  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
240  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
241  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
242  */
243 static int bd_speedupreq;
244
245 /*
246  * This lock synchronizes access to bd_request.
247  */
248 static struct mtx bdlock;
249
250 /*
251  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
252  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
253  * really that bad.  it would be better to split the buffer
254  * for input in the case of buffers partially already in memory,
255  * but the code is intricate enough already.
256  */
257 vm_page_t bogus_page;
258
259 /*
260  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
261  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
262  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
263  */
264 static int runningbufreq;
265
266 /*
267  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
268  * waitrunningbufspace().
269  */
270 static struct mtx rbreqlock;
271
272 /* 
273  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
274  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
275  * by and/or.
276  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountwakeup(), bwillwrite(),
277  * getnewbuf(), and getblk().
278  */
279 static int needsbuffer;
280
281 /*
282  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
283  */
284 static struct mtx nblock;
285
286 /*
287  * Definitions for the buffer free lists.
288  */
289 #define BUFFER_QUEUES   5       /* number of free buffer queues */
290
291 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
292 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
293 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
294 #define QUEUE_EMPTYKVA  3       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
295 #define QUEUE_EMPTY     4       /* empty buffer headers */
296 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
297
298 /* Queues for free buffers with various properties */
299 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
300 #ifdef INVARIANTS
301 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
302 #endif
303
304 /* Lock for the bufqueues */
305 static struct mtx bqlock;
306
307 /*
308  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
309  * buf_wmesg is referred from macros.
310  */
311 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
312
313 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
314 #define VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH 0x02    /* waiting for dirty buffer flush */
315 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
316 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
317
318 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
319     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
320 static int
321 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
322 {
323         long lvalue;
324         int ivalue;
325
326         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
327                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
328         lvalue = *(long *)arg1;
329         if (lvalue > INT_MAX)
330                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
331                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
332         ivalue = lvalue;
333         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
334 }
335 #endif
336
337 #ifdef DIRECTIO
338 extern void ffs_rawread_setup(void);
339 #endif /* DIRECTIO */
340 /*
341  *      numdirtywakeup:
342  *
343  *      If someone is blocked due to there being too many dirty buffers,
344  *      and numdirtybuffers is now reasonable, wake them up.
345  */
346
347 static __inline void
348 numdirtywakeup(int level)
349 {
350
351         if (numdirtybuffers <= level) {
352                 mtx_lock(&nblock);
353                 if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH) {
354                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
355                         wakeup(&needsbuffer);
356                 }
357                 mtx_unlock(&nblock);
358         }
359 }
360
361 /*
362  *      bufspacewakeup:
363  *
364  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
365  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
366  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
367  *      bp's get placed back in the queues.
368  */
369
370 static __inline void
371 bufspacewakeup(void)
372 {
373
374         /*
375          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
376          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
377          * process will be able to now.
378          */
379         mtx_lock(&nblock);
380         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
381                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
382                 wakeup(&needsbuffer);
383         }
384         mtx_unlock(&nblock);
385 }
386
387 /*
388  * runningbufwakeup() - in-progress I/O accounting.
389  *
390  */
391 void
392 runningbufwakeup(struct buf *bp)
393 {
394
395         if (bp->b_runningbufspace) {
396                 atomic_subtract_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
397                 bp->b_runningbufspace = 0;
398                 mtx_lock(&rbreqlock);
399                 if (runningbufreq && runningbufspace <= lorunningspace) {
400                         runningbufreq = 0;
401                         wakeup(&runningbufreq);
402                 }
403                 mtx_unlock(&rbreqlock);
404         }
405 }
406
407 /*
408  *      bufcountwakeup:
409  *
410  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
411  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
412  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
413  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
414  */
415
416 static __inline void
417 bufcountwakeup(struct buf *bp) 
418 {
419         int old;
420
421         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
422             ("buf %p already counted as free", bp));
423         bp->b_flags |= B_INFREECNT;
424         old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, 1);
425         KASSERT(old >= 0 && old < nbuf,
426             ("numfreebuffers climbed to %d", old + 1));
427         mtx_lock(&nblock);
428         if (needsbuffer) {
429                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
430                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
431                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
432                 wakeup(&needsbuffer);
433         }
434         mtx_unlock(&nblock);
435 }
436
437 /*
438  *      waitrunningbufspace()
439  *
440  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
441  *      running.  This routine is used in async-write situations to
442  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
443  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
444  *
445  *      Reads will adjust runningbufspace, but will not block based on it.
446  *      The read load has a side effect of reducing the allowed write load.
447  *
448  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
449  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
450  *      caller's write has reached the device.
451  */
452 void
453 waitrunningbufspace(void)
454 {
455
456         mtx_lock(&rbreqlock);
457         while (runningbufspace > hirunningspace) {
458                 ++runningbufreq;
459                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
460         }
461         mtx_unlock(&rbreqlock);
462 }
463
464
465 /*
466  *      vfs_buf_test_cache:
467  *
468  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
469  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
470  *      valid data.
471  */
472 static __inline
473 void
474 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
475                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
476                   vm_page_t m)
477 {
478
479         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
480         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
481                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
482                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
483                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
484         }
485 }
486
487 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
488 static __inline
489 void
490 bd_wakeup(int dirtybuflevel)
491 {
492
493         mtx_lock(&bdlock);
494         if (bd_request == 0 && numdirtybuffers >= dirtybuflevel) {
495                 bd_request = 1;
496                 wakeup(&bd_request);
497         }
498         mtx_unlock(&bdlock);
499 }
500
501 /*
502  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
503  */
504
505 void
506 bd_speedup(void)
507 {
508         int needwake;
509
510         mtx_lock(&bdlock);
511         needwake = 0;
512         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
513                 needwake = 1;
514         bd_speedupreq = 1;
515         bd_request = 1;
516         if (needwake)
517                 wakeup(&bd_request);
518         mtx_unlock(&bdlock);
519 }
520
521 #ifdef __i386__
522 #define TRANSIENT_DENOM 5
523 #else
524 #define TRANSIENT_DENOM 10
525 #endif
526
527 /*
528  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
529  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
530  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
531  * being reserved at this time.
532  */
533 caddr_t
534 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
535 {
536         int tuned_nbuf;
537         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
538
539         /*
540          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
541          * PAGE_SIZE is >= 1K)
542          */
543         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
544
545         /*
546          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
547          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
548          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
549          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
550          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
551          * maxbcache bytes.
552          *
553          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
554          */
555         if (nbuf == 0) {
556                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
557
558                 nbuf = 50;
559                 if (physmem_est > 4096)
560                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
561                             65536 / factor);
562                 if (physmem_est > 65536)
563                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
564                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
565
566                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
567                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
568                 tuned_nbuf = 1;
569         } else
570                 tuned_nbuf = 0;
571
572         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
573         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
574         if (nbuf > maxbuf) {
575                 if (!tuned_nbuf)
576                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
577                             maxbuf);
578                 nbuf = maxbuf;
579         }
580
581         /*
582          * Ideal allocation size for the transient bio submap if 10%
583          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
584          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
585          *
586          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
587          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
588          * maximum buffer map extent on the platform.
589          *
590          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
591          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
592          * with ample KVA space.
593          */
594         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
595                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
596                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
597                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
598                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
599                         /*
600                          * There is more KVA than memory.  Do not
601                          * adjust buffer map size, and assign the rest
602                          * of maxbuf to transient map.
603                          */
604                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
605                 } else {
606                         /*
607                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
608                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
609                          * the buffer map to the transient bio map.
610                          */
611                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
612                         buf_sz -= biotmap_sz;
613                 }
614                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
615                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
616                 else
617                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
618                 /*
619                  * Artifically limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
620                  * using the transient mapping.
621                  */
622                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
623                         bio_transient_maxcnt = 1024;
624                 if (tuned_nbuf)
625                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
626         }
627
628         /*
629          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
630          * We have no less then 16 and no more then 256.
631          */
632         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
633 #ifdef NSWBUF_MIN
634         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
635                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
636 #endif
637 #ifdef DIRECTIO
638         ffs_rawread_setup();
639 #endif
640
641         /*
642          * Reserve space for the buffer cache buffers
643          */
644         swbuf = (void *)v;
645         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
646         buf = (void *)v;
647         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
648
649         return(v);
650 }
651
652 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
653 void
654 bufinit(void)
655 {
656         struct buf *bp;
657         int i;
658
659         mtx_init(&bqlock, "buf queue lock", NULL, MTX_DEF);
660         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
661         mtx_init(&nblock, "needsbuffer lock", NULL, MTX_DEF);
662         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
663
664         /* next, make a null set of free lists */
665         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
666                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
667
668         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
669         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
670                 bp = &buf[i];
671                 bzero(bp, sizeof *bp);
672                 bp->b_flags = B_INVAL | B_INFREECNT;
673                 bp->b_rcred = NOCRED;
674                 bp->b_wcred = NOCRED;
675                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
676                 bp->b_xflags = 0;
677                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
678                 BUF_LOCKINIT(bp);
679                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
680 #ifdef INVARIANTS
681                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
682 #endif
683         }
684
685         /*
686          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
687          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
688          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
689          * used by most other processes.  The differential is required to 
690          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
691          * be blocked waiting for buffer space.
692          *
693          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
694          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
695          * by the system.
696          */
697         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
698         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
699         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
700
701         /*
702          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
703          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
704          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
705          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
706          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
707          * hirunningspace.
708          */
709         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBSIZE),
710             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
711         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBSIZE);
712
713 /*
714  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
715  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
716  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
717  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
718  * (small) directories.
719  */
720         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
721
722 /*
723  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
724  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
725  */
726         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
727         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
728         numdirtybuffers = 0;
729 /*
730  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
731  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
732  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
733  * BKVASIZE'd buffers.
734  */
735         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
736                 hidirtybuffers >>= 1;
737         }
738         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
739
740 /*
741  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
742  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
743  * emergency reserve.
744  */
745         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
746         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
747         numfreebuffers = nbuf;
748
749         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
750             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
751         unmapped_buf = (caddr_t)kmem_alloc_nofault(kernel_map, MAXPHYS);
752 }
753
754 #ifdef INVARIANTS
755 static inline void
756 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
757 {
758
759         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0,
760             ("mapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
761         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
762             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
763         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
764             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
765 }
766
767 static inline void
768 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
769 {
770
771         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == B_UNMAPPED,
772             ("unmapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
773         KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf,
774             ("unmapped buf: corrupted b_kvabase %p", bp));
775         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
776             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
777 }
778
779 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
780 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
781 #else
782 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
783 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
784 #endif
785
786 static void
787 bpmap_qenter(struct buf *bp)
788 {
789
790         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
791
792         /*
793          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
794          * bp->b_offset may be offset into the first page.
795          */
796         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
797         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
798         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
799             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
800 }
801
802 /*
803  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
804  *
805  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
806  */
807 static void
808 bfreekva(struct buf *bp)
809 {
810
811         if (bp->b_kvasize == 0)
812                 return;
813
814         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
815         atomic_subtract_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
816         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
817                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
818                 vm_map_remove(buffer_map, (vm_offset_t)bp->b_kvabase,
819                     (vm_offset_t)bp->b_kvabase + bp->b_kvasize);
820         } else {
821                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
822                 if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
823                         vm_map_remove(buffer_map, (vm_offset_t)bp->b_kvaalloc,
824                             (vm_offset_t)bp->b_kvaalloc + bp->b_kvasize);
825                 }
826                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
827                 bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
828         }
829         bp->b_kvasize = 0;
830         bufspacewakeup();
831 }
832
833 /*
834  *      bremfree:
835  *
836  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list in brelse.
837  *      
838  */
839 void
840 bremfree(struct buf *bp)
841 {
842         int old;
843
844         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
845         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
846             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
847         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
848             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
849         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
850
851         bp->b_flags |= B_REMFREE;
852         /* Fixup numfreebuffers count.  */
853         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
854                 KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0,
855                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
856                 bp->b_flags &= ~B_INFREECNT;
857                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
858                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
859         }
860 }
861
862 /*
863  *      bremfreef:
864  *
865  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
866  *      it abuses the b_freelist pointer.
867  */
868 void
869 bremfreef(struct buf *bp)
870 {
871         mtx_lock(&bqlock);
872         bremfreel(bp);
873         mtx_unlock(&bqlock);
874 }
875
876 /*
877  *      bremfreel:
878  *
879  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
880  *      bqlock held.
881  */
882 static void
883 bremfreel(struct buf *bp)
884 {
885         int old;
886
887         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
888             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
889         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
890             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
891         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
892         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
893
894         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
895 #ifdef INVARIANTS
896         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
897             bp->b_qindex));
898         bq_len[bp->b_qindex]--;
899 #endif
900         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
901         /*
902          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
903          * from the queue and return the stats are already done.
904          */
905         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
906                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
907                 return;
908         }
909         /*
910          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
911          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
912          * numfreebuffers.
913          */
914         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
915                 KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0,
916                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
917                 bp->b_flags &= ~B_INFREECNT;
918                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
919                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
920         }
921 }
922
923 /*
924  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
925  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
926  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
927  */
928 void
929 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
930     int cnt, struct ucred * cred)
931 {
932         struct buf *rabp;
933         int i;
934
935         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
936                 if (inmem(vp, *rablkno))
937                         continue;
938                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
939
940                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
941                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
942                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
943                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
944                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
945                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
946                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
947                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
948                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
949                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
950                         BUF_KERNPROC(rabp);
951                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
952                         bstrategy(rabp);
953                 } else {
954                         brelse(rabp);
955                 }
956         }
957 }
958
959 /*
960  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
961  *
962  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
963  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
964  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
965  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
966  */
967 int
968 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
969     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
970 {
971         struct buf *bp;
972         int rv = 0, readwait = 0;
973
974         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
975         /*
976          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
977          */
978         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
979         if (bp == NULL)
980                 return (EBUSY);
981
982         /* if not found in cache, do some I/O */
983         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
984                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
985                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
986                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
987                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
988                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
989                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
990                         bp->b_rcred = crhold(cred);
991                 vfs_busy_pages(bp, 0);
992                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
993                 bstrategy(bp);
994                 ++readwait;
995         }
996
997         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
998
999         if (readwait) {
1000                 rv = bufwait(bp);
1001         }
1002         return (rv);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1007  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1008  * is invalid.
1009  *
1010  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1011  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1012  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1013  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1014  * here.
1015  */
1016 int
1017 bufwrite(struct buf *bp)
1018 {
1019         int oldflags;
1020         struct vnode *vp;
1021         int vp_md;
1022
1023         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1024         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1025                 brelse(bp);
1026                 return (0);
1027         }
1028
1029         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1030                 barrierwrites++;
1031
1032         oldflags = bp->b_flags;
1033
1034         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1035
1036         if (bp->b_pin_count > 0)
1037                 bunpin_wait(bp);
1038
1039         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1040             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1041
1042         vp = bp->b_vp;
1043         if (vp)
1044                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1045         else
1046                 vp_md = 0;
1047
1048         /*
1049          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1050          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1051          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1052          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1053          */
1054         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1055         bundirty(bp);
1056
1057         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1058         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1059         bp->b_flags |= B_CACHE;
1060         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1061
1062         vfs_busy_pages(bp, 1);
1063
1064         /*
1065          * Normal bwrites pipeline writes
1066          */
1067         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1068         atomic_add_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1069
1070         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1071                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1072         if (oldflags & B_ASYNC)
1073                 BUF_KERNPROC(bp);
1074         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1075         bstrategy(bp);
1076
1077         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1078                 int rtval = bufwait(bp);
1079                 brelse(bp);
1080                 return (rtval);
1081         } else {
1082                 /*
1083                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1084                  * system.  We will not deadlock here because
1085                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
1086                  * to complete. We do not block here if it is the update
1087                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
1088                  * to deadlock.
1089                  */
1090                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
1091                         waitrunningbufspace();
1092         }
1093
1094         return (0);
1095 }
1096
1097 void
1098 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
1099 {
1100         struct buf *nbp;
1101
1102         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
1103                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
1104                 altbufferflushes++;
1105         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
1106                 BO_LOCK(bo);
1107                 /*
1108                  * Try to find a buffer to flush.
1109                  */
1110                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
1111                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
1112                             BUF_LOCK(nbp,
1113                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
1114                                 continue;
1115                         if (bp == nbp)
1116                                 panic("bdwrite: found ourselves");
1117                         BO_UNLOCK(bo);
1118                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
1119                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
1120                                 BO_LOCK(bo);
1121                                 BUF_UNLOCK(nbp);
1122                                 continue;
1123                         }
1124                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
1125                                 vfs_bio_awrite(nbp);
1126                         } else {
1127                                 bremfree(nbp);
1128                                 bawrite(nbp);
1129                         }
1130                         dirtybufferflushes++;
1131                         break;
1132                 }
1133                 if (nbp == NULL)
1134                         BO_UNLOCK(bo);
1135         }
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1140  * anything if the buffer is marked invalid.
1141  *
1142  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1143  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1144  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1145  * out synchronously.
1146  */
1147 void
1148 bdwrite(struct buf *bp)
1149 {
1150         struct thread *td = curthread;
1151         struct vnode *vp;
1152         struct bufobj *bo;
1153
1154         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1155         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1156         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
1157             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
1158         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1159
1160         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1161                 brelse(bp);
1162                 return;
1163         }
1164
1165         /*
1166          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1167          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1168          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1169          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1170          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1171          */
1172         vp = bp->b_vp;
1173         bo = bp->b_bufobj;
1174         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1175                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1176                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1177                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1178         } else
1179                 recursiveflushes++;
1180
1181         bdirty(bp);
1182         /*
1183          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1184          * true even of NFS now.
1185          */
1186         bp->b_flags |= B_CACHE;
1187
1188         /*
1189          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1190          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1191          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1192          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1193          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1194          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1195          * the bmap then...  So, this is important to do.
1196          */
1197         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1198                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1199         }
1200
1201         /*
1202          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1203          * pages.
1204          *
1205          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1206          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1207          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1208          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1209          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1210          * or perhaps the cluster will be completed.
1211          */
1212         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1213         bqrelse(bp);
1214
1215         /*
1216          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have a lot of dirty
1217          * buffers (midpoint between our recovery point and our stall
1218          * point).
1219          */
1220         bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1221
1222         /*
1223          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1224          * due to the softdep code.
1225          */
1226 }
1227
1228 /*
1229  *      bdirty:
1230  *
1231  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1232  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1233  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1234  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1235  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1236  *
1237  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1238  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1239  *      should only be called if the buffer is known-good.
1240  *
1241  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1242  *      count.
1243  *
1244  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1245  */
1246 void
1247 bdirty(struct buf *bp)
1248 {
1249
1250         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1251             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1252         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1253         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1254             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1255         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1256         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1257         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1258
1259         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1260                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1261                 reassignbuf(bp);
1262                 atomic_add_int(&numdirtybuffers, 1);
1263                 bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1264         }
1265 }
1266
1267 /*
1268  *      bundirty:
1269  *
1270  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1271  *
1272  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1273  *      count.
1274  *      
1275  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1276  */
1277
1278 void
1279 bundirty(struct buf *bp)
1280 {
1281
1282         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1283         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1284         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1285             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1286         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1287
1288         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1289                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1290                 reassignbuf(bp);
1291                 atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1292                 numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1293         }
1294         /*
1295          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1296          */
1297         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1298 }
1299
1300 /*
1301  *      bawrite:
1302  *
1303  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1304  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1305  *
1306  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1307  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1308  */
1309 void
1310 bawrite(struct buf *bp)
1311 {
1312
1313         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1314         (void) bwrite(bp);
1315 }
1316
1317 /*
1318  *      babarrierwrite:
1319  *
1320  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
1321  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
1322  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
1323  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1324  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1325  */
1326 void
1327 babarrierwrite(struct buf *bp)
1328 {
1329
1330         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
1331         (void) bwrite(bp);
1332 }
1333
1334 /*
1335  *      bbarrierwrite:
1336  *
1337  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
1338  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
1339  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
1340  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1341  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1342  */
1343 int
1344 bbarrierwrite(struct buf *bp)
1345 {
1346
1347         bp->b_flags |= B_BARRIER;
1348         return (bwrite(bp));
1349 }
1350
1351 /*
1352  *      bwillwrite:
1353  *
1354  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1355  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1356  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1357  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1358  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1359  */
1360
1361 void
1362 bwillwrite(void)
1363 {
1364
1365         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1366                 mtx_lock(&nblock);
1367                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1368                         bd_wakeup(1);
1369                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
1370                         msleep(&needsbuffer, &nblock,
1371                             (PRIBIO + 4), "flswai", 0);
1372                 }
1373                 mtx_unlock(&nblock);
1374         }
1375 }
1376
1377 /*
1378  * Return true if we have too many dirty buffers.
1379  */
1380 int
1381 buf_dirty_count_severe(void)
1382 {
1383
1384         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1385 }
1386
1387 static __noinline int
1388 buf_vm_page_count_severe(void)
1389 {
1390
1391         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, buf_pressure, return 1);
1392
1393         return vm_page_count_severe();
1394 }
1395
1396 /*
1397  *      brelse:
1398  *
1399  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1400  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1401  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1402  */
1403 void
1404 brelse(struct buf *bp)
1405 {
1406         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1407             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1408         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1409             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1410
1411         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1412                 /*
1413                  * Do not process, in particular, do not handle the
1414                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
1415                  */
1416                 BUF_UNLOCK(bp);
1417                 return;
1418         }
1419
1420         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1421                 bqrelse(bp);
1422                 return;
1423         }
1424
1425         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1426             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1427                 /*
1428                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1429                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1430                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1431                  * is futile.
1432                  */
1433                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1434                 bdirty(bp);
1435         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1436             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1437                 /*
1438                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1439                  * cache the buffer.
1440                  */
1441                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1442                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1443                         buf_deallocate(bp);
1444                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1445                         atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1446                         numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1447                 }
1448                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1449                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1450                         if (bp->b_bufsize)
1451                                 allocbuf(bp, 0);
1452                         if (bp->b_vp)
1453                                 brelvp(bp);
1454                 }
1455         }
1456
1457         /*
1458          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1459          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1460          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1461          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1462          * 
1463          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1464          * if B_DELWRI is set.
1465          *
1466          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1467          * on pages to return pages to the VM page queues.
1468          */
1469         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1470                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1471         else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1472                 /*
1473                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
1474                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
1475                  */
1476                 if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1477                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1478         }
1479
1480         /*
1481          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1482          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1483          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1484          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1485          *
1486          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1487          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1488          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1489          *
1490          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1491          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1492          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1493          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1494          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1495          * background write.
1496          */
1497         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1498             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1499                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1500                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1501                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1502             ) {
1503
1504                 int i, j, resid;
1505                 vm_page_t m;
1506                 off_t foff;
1507                 vm_pindex_t poff;
1508                 vm_object_t obj;
1509
1510                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1511
1512                 /*
1513                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1514                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1515                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1516                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1517                  *
1518                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1519                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1520                  * m->dirty, etc...). 
1521                  *
1522                  * See man buf(9) for more information
1523                  */
1524                 resid = bp->b_bufsize;
1525                 foff = bp->b_offset;
1526                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1527                         int had_bogus = 0;
1528
1529                         m = bp->b_pages[i];
1530
1531                         /*
1532                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1533                          * now.
1534                          */
1535                         if (m == bogus_page) {
1536                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1537                                 had_bogus = 1;
1538
1539                                 VM_OBJECT_RLOCK(obj);
1540                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1541                                         vm_page_t mtmp;
1542                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1543                                         if (mtmp == bogus_page) {
1544                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1545                                                 if (!mtmp) {
1546                                                         panic("brelse: page missing\n");
1547                                                 }
1548                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1549                                         }
1550                                 }
1551                                 VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
1552
1553                                 if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_UNMAPPED)) == 0) {
1554                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1555                                         pmap_qenter(
1556                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1557                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1558                                 }
1559                                 m = bp->b_pages[i];
1560                         }
1561                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1562                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR &&
1563                              bp->b_iocmd == BIO_READ)) {
1564                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1565                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1566                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1567
1568                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1569                                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1570                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1571                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1572                                 if (had_bogus)
1573                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1574                         }
1575                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1576                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1577                 }
1578                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1579                         vfs_vmio_release(bp);
1580
1581         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1582
1583                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1584                         vfs_vmio_release(bp);
1585                 }
1586
1587         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1588                 if (bp->b_bufsize != 0)
1589                         allocbuf(bp, 0);
1590                 if (bp->b_vp != NULL)
1591                         brelvp(bp);
1592         }
1593                         
1594         /* enqueue */
1595         mtx_lock(&bqlock);
1596         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1597         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1598                 bremfreel(bp);
1599
1600         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1601                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1602
1603         /*
1604          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1605          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1606          * doesn't find it.
1607          */
1608         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1609             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1610                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1611         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1612                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1613                         bundirty(bp);
1614                 if (bp->b_vp)
1615                         brelvp(bp);
1616         }
1617
1618         /* buffers with no memory */
1619         if (bp->b_bufsize == 0) {
1620                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1621                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1622                         panic("losing buffer 1");
1623                 if (bp->b_kvasize) {
1624                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1625                 } else {
1626                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1627                 }
1628                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1629         /* buffers with junk contents */
1630         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1631             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1632                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1633                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1634                         panic("losing buffer 2");
1635                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1636                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1637         /* remaining buffers */
1638         } else {
1639                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1640                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1641                 else
1642                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1643                 if (bp->b_flags & B_AGE) {
1644                         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp,
1645                             b_freelist);
1646                 } else {
1647                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp,
1648                             b_freelist);
1649                 }
1650         }
1651 #ifdef INVARIANTS
1652         bq_len[bp->b_qindex]++;
1653 #endif
1654         mtx_unlock(&bqlock);
1655
1656         /*
1657          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1658          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1659          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1660          * if B_INVAL is set ).
1661          */
1662
1663         if (!(bp->b_flags & B_DELWRI))
1664                 bufcountwakeup(bp);
1665
1666         /*
1667          * Something we can maybe free or reuse
1668          */
1669         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1670                 bufspacewakeup();
1671
1672         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1673         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1674                 panic("brelse: not dirty");
1675         /* unlock */
1676         BUF_UNLOCK(bp);
1677 }
1678
1679 /*
1680  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1681  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1682  *
1683  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1684  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1685  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1686  * again soon.
1687  *
1688  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1689  */
1690 void
1691 bqrelse(struct buf *bp)
1692 {
1693         struct bufobj *bo;
1694
1695         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1696         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1697             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1698
1699         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1700                 /* do not release to free list */
1701                 BUF_UNLOCK(bp);
1702                 return;
1703         }
1704
1705         bo = bp->b_bufobj;
1706         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1707                 if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1708                         mtx_lock(&bqlock);
1709                         bremfreel(bp);
1710                         mtx_unlock(&bqlock);
1711                 }
1712                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1713                 BUF_UNLOCK(bp);
1714                 return;
1715         }
1716
1717         mtx_lock(&bqlock);
1718         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1719         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1720                 bremfreel(bp);
1721
1722         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1723                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1724         /* buffers with stale but valid contents */
1725         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1726                 bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1727                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1728 #ifdef INVARIANTS
1729                 bq_len[bp->b_qindex]++;
1730 #endif
1731         } else {
1732                 /*
1733                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
1734                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
1735                  */
1736                 if (!buf_vm_page_count_severe() ||
1737                     (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)) {
1738                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1739                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp,
1740                             b_freelist);
1741 #ifdef INVARIANTS
1742                         bq_len[QUEUE_CLEAN]++;
1743 #endif
1744                 } else {
1745                         /*
1746                          * We are too low on memory, we have to try to free
1747                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1748                          * making up its backing store) *now*.
1749                          */
1750                         mtx_unlock(&bqlock);
1751                         brelse(bp);
1752                         return;
1753                 }
1754         }
1755         mtx_unlock(&bqlock);
1756
1757         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1758                 bufcountwakeup(bp);
1759
1760         /*
1761          * Something we can maybe free or reuse.
1762          */
1763         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1764                 bufspacewakeup();
1765
1766         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1767         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1768                 panic("bqrelse: not dirty");
1769         /* unlock */
1770         BUF_UNLOCK(bp);
1771 }
1772
1773 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1774 static void
1775 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1776 {
1777         int i;
1778         vm_page_t m;
1779
1780         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
1781                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1782                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
1783         } else
1784                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1785         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1786         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1787                 m = bp->b_pages[i];
1788                 bp->b_pages[i] = NULL;
1789                 /*
1790                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1791                  * everything on the inactive queue.
1792                  */
1793                 vm_page_lock(m);
1794                 vm_page_unwire(m, 0);
1795                 /*
1796                  * We don't mess with busy pages, it is
1797                  * the responsibility of the process that
1798                  * busied the pages to deal with them.
1799                  */
1800                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 && m->busy == 0 &&
1801                     m->wire_count == 0) {
1802                         /*
1803                          * Might as well free the page if we can and it has
1804                          * no valid data.  We also free the page if the
1805                          * buffer was used for direct I/O
1806                          */
1807                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid) {
1808                                 vm_page_free(m);
1809                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1810                                 vm_page_try_to_free(m);
1811                         } else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1812                                 vm_page_try_to_cache(m);
1813                         }
1814                 }
1815                 vm_page_unlock(m);
1816         }
1817         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1818         
1819         if (bp->b_bufsize) {
1820                 bufspacewakeup();
1821                 bp->b_bufsize = 0;
1822         }
1823         bp->b_npages = 0;
1824         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1825         if (bp->b_vp)
1826                 brelvp(bp);
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1831  * write.
1832  */
1833 static int
1834 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1835 {
1836         struct buf *bpa;
1837         int match;
1838
1839         match = 0;
1840
1841         /* If the buf isn't in core skip it */
1842         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1843                 return (0);
1844
1845         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1846         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1847                 return (0);
1848
1849         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1850         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1851             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1852                 goto done;
1853
1854         if (bpa->b_bufsize != size)
1855                 goto done;
1856
1857         /*
1858          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1859          * block has been mapped.
1860          */
1861         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1862                 match = 1;
1863 done:
1864         BUF_UNLOCK(bpa);
1865         return (match);
1866 }
1867
1868 /*
1869  *      vfs_bio_awrite:
1870  *
1871  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1872  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1873  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1874  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1875  */
1876 int
1877 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1878 {
1879         struct bufobj *bo;
1880         int i;
1881         int j;
1882         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1883         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1884         int ncl;
1885         int nwritten;
1886         int size;
1887         int maxcl;
1888         int gbflags;
1889
1890         bo = &vp->v_bufobj;
1891         gbflags = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
1892         /*
1893          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1894          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1895          * rather then at the beginning.
1896          */
1897         if ((vp->v_type == VREG) && 
1898             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1899             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1900
1901                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1902                 maxcl = MAXPHYS / size;
1903
1904                 BO_RLOCK(bo);
1905                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
1906                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
1907                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1908                                 break;
1909
1910                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
1911                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
1912                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1913                                 break;
1914                 BO_RUNLOCK(bo);
1915                 --j;
1916                 ncl = i + j;
1917                 /*
1918                  * this is a possible cluster write
1919                  */
1920                 if (ncl != 1) {
1921                         BUF_UNLOCK(bp);
1922                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
1923                             gbflags);
1924                         return (nwritten);
1925                 }
1926         }
1927         bremfree(bp);
1928         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1929         /*
1930          * default (old) behavior, writing out only one block
1931          *
1932          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1933          */
1934         nwritten = bp->b_bufsize;
1935         (void) bwrite(bp);
1936
1937         return (nwritten);
1938 }
1939
1940 static void
1941 setbufkva(struct buf *bp, vm_offset_t addr, int maxsize, int gbflags)
1942 {
1943
1944         KASSERT((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
1945             bp->b_kvasize == 0, ("call bfreekva(%p)", bp));
1946         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
1947                 bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
1948         } else if ((gbflags & GB_KVAALLOC) != 0) {
1949                 KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0,
1950                     ("GB_KVAALLOC without GB_UNMAPPED"));
1951                 bp->b_kvaalloc = (caddr_t)addr;
1952                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
1953                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
1954         }
1955         bp->b_kvasize = maxsize;
1956 }
1957
1958 /*
1959  * Allocate the buffer KVA and set b_kvasize. Also set b_kvabase if
1960  * needed.
1961  */
1962 static int
1963 allocbufkva(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
1964 {
1965         vm_offset_t addr;
1966         int rv;
1967
1968         bfreekva(bp);
1969         addr = 0;
1970
1971         vm_map_lock(buffer_map);
1972         if (vm_map_findspace(buffer_map, vm_map_min(buffer_map), maxsize,
1973             &addr)) {
1974                 vm_map_unlock(buffer_map);
1975                 /*
1976                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
1977                  * to defragment the map.
1978                  */
1979                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
1980                 return (1);
1981         }
1982         rv = vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0, addr, addr + maxsize,
1983             VM_PROT_RW, VM_PROT_RW, MAP_NOFAULT);
1984         KASSERT(rv == KERN_SUCCESS, ("vm_map_insert(buffer_map) rv %d", rv));
1985         vm_map_unlock(buffer_map);
1986         setbufkva(bp, addr, maxsize, gbflags);
1987         atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
1988         return (0);
1989 }
1990
1991 /*
1992  * Ask the bufdaemon for help, or act as bufdaemon itself, when a
1993  * locked vnode is supplied.
1994  */
1995 static void
1996 getnewbuf_bufd_help(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo,
1997     int defrag)
1998 {
1999         struct thread *td;
2000         char *waitmsg;
2001         int fl, flags, norunbuf;
2002
2003         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
2004
2005         if (defrag) {
2006                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2007                 waitmsg = "nbufkv";
2008         } else if (bufspace >= hibufspace) {
2009                 waitmsg = "nbufbs";
2010                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2011         } else {
2012                 waitmsg = "newbuf";
2013                 flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2014         }
2015         mtx_lock(&nblock);
2016         needsbuffer |= flags;
2017         mtx_unlock(&nblock);
2018         mtx_unlock(&bqlock);
2019
2020         bd_speedup();   /* heeeelp */
2021         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
2022                 return;
2023
2024         td = curthread;
2025         mtx_lock(&nblock);
2026         while (needsbuffer & flags) {
2027                 if (vp != NULL && (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2028                         mtx_unlock(&nblock);
2029                         /*
2030                          * getblk() is called with a vnode locked, and
2031                          * some majority of the dirty buffers may as
2032                          * well belong to the vnode.  Flushing the
2033                          * buffers there would make a progress that
2034                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
2035                          * cannot lock the vnode.
2036                          */
2037                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2038                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2039                         /* play bufdaemon */
2040                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2041                         fl = buf_do_flush(vp);
2042                         td->td_pflags &= norunbuf;
2043                         mtx_lock(&nblock);
2044                         if (fl != 0)
2045                                 continue;
2046                         if ((needsbuffer & flags) == 0)
2047                                 break;
2048                 }
2049                 if (msleep(&needsbuffer, &nblock, (PRIBIO + 4) | slpflag,
2050                     waitmsg, slptimeo))
2051                         break;
2052         }
2053         mtx_unlock(&nblock);
2054 }
2055
2056 static void
2057 getnewbuf_reuse_bp(struct buf *bp, int qindex)
2058 {
2059
2060         CTR6(KTR_BUF, "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
2061             "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
2062              bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
2063         mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2064
2065         /*
2066          * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2067          * buffers.
2068          */
2069         KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2070             ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2071
2072         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
2073                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2074                         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
2075                         vfs_vmio_release(bp);
2076                 }
2077                 if (bp->b_vp != NULL)
2078                         brelvp(bp);
2079         }
2080
2081         /*
2082          * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still valid
2083          * after this operation.
2084          */
2085
2086         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
2087                 crfree(bp->b_rcred);
2088                 bp->b_rcred = NOCRED;
2089         }
2090         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
2091                 crfree(bp->b_wcred);
2092                 bp->b_wcred = NOCRED;
2093         }
2094         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2095                 buf_deallocate(bp);
2096         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2097                 panic("losing buffer 3");
2098         KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
2099             bp, bp->b_vp, qindex));
2100         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
2101             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
2102
2103         if (bp->b_bufsize)
2104                 allocbuf(bp, 0);
2105
2106         bp->b_flags &= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2107         bp->b_ioflags = 0;
2108         bp->b_xflags = 0;
2109         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
2110             ("buf %p still counted as free?", bp));
2111         bp->b_vflags = 0;
2112         bp->b_vp = NULL;
2113         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
2114         bp->b_offset = NOOFFSET;
2115         bp->b_iodone = 0;
2116         bp->b_error = 0;
2117         bp->b_resid = 0;
2118         bp->b_bcount = 0;
2119         bp->b_npages = 0;
2120         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2121         bp->b_bufobj = NULL;
2122         bp->b_pin_count = 0;
2123         bp->b_fsprivate1 = NULL;
2124         bp->b_fsprivate2 = NULL;
2125         bp->b_fsprivate3 = NULL;
2126
2127         LIST_INIT(&bp->b_dep);
2128 }
2129
2130 static int flushingbufs;
2131
2132 static struct buf *
2133 getnewbuf_scan(int maxsize, int defrag, int unmapped, int metadata)
2134 {
2135         struct buf *bp, *nbp;
2136         int nqindex, qindex, pass;
2137
2138         KASSERT(!unmapped || !defrag, ("both unmapped and defrag"));
2139
2140         pass = 1;
2141 restart:
2142         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
2143
2144         /*
2145          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
2146          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
2147          * that if we are specially marked process, we are allowed to
2148          * dip into our reserves.
2149          *
2150          * The scanning sequence is nominally: EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
2151          * for the allocation of the mapped buffer.  For unmapped, the
2152          * easiest is to start with EMPTY outright.
2153          *
2154          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
2155          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
2156          * where we cannot backup.
2157          */
2158         nbp = NULL;
2159         mtx_lock(&bqlock);
2160         if (!defrag && unmapped) {
2161                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2162                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2163         }
2164         if (nbp == NULL) {
2165                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2166                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2167         }
2168
2169         /*
2170          * If no EMPTYKVA buffers and we are either defragging or
2171          * reusing, locate a CLEAN buffer to free or reuse.  If
2172          * bufspace useage is low skip this step so we can allocate a
2173          * new buffer.
2174          */
2175         if (nbp == NULL && (defrag || bufspace >= lobufspace)) {
2176                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2177                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2178         }
2179
2180         /*
2181          * If we could not find or were not allowed to reuse a CLEAN
2182          * buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY buffer.
2183          * We can only use an EMPTY buffer if allocating its KVA would
2184          * not otherwise run us out of buffer space.  No KVA is needed
2185          * for the unmapped allocation.
2186          */
2187         if (nbp == NULL && defrag == 0 && (bufspace + maxsize < hibufspace ||
2188             metadata)) {
2189                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2190                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2191         }
2192
2193         /*
2194          * All available buffers might be clean, retry ignoring the
2195          * lobufspace as the last resort.
2196          */
2197         if (nbp == NULL && !TAILQ_EMPTY(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])) {
2198                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2199                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2200         }
2201
2202         /*
2203          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
2204          * depending.
2205          */
2206         while ((bp = nbp) != NULL) {
2207                 qindex = nqindex;
2208
2209                 /*
2210                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
2211                  * block or do other fancy things).
2212                  */
2213                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
2214                         switch (qindex) {
2215                         case QUEUE_EMPTY:
2216                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2217                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2218                                 if (nbp != NULL)
2219                                         break;
2220                                 /* FALLTHROUGH */
2221                         case QUEUE_EMPTYKVA:
2222                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2223                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2224                                 if (nbp != NULL)
2225                                         break;
2226                                 /* FALLTHROUGH */
2227                         case QUEUE_CLEAN:
2228                                 if (metadata && pass == 1) {
2229                                         pass = 2;
2230                                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
2231                                         nbp = TAILQ_FIRST(
2232                                             &bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2233                                 }
2234                                 /*
2235                                  * nbp is NULL. 
2236                                  */
2237                                 break;
2238                         }
2239                 }
2240                 /*
2241                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2242                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
2243                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
2244                  * should also be non-zero at this point.  XXX
2245                  */
2246                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
2247                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
2248                         continue;
2249                 }
2250
2251                 /*
2252                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2253                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
2254                  */
2255                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2256                         continue;
2257                 /*
2258                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2259                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2260                  */
2261                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
2262                         BUF_UNLOCK(bp);
2263                         continue;
2264                 }
2265
2266                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
2267                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2268
2269                 bremfreel(bp);
2270                 mtx_unlock(&bqlock);
2271                 /*
2272                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2273                  * the scan from this point on.
2274                  */
2275
2276                 getnewbuf_reuse_bp(bp, qindex);
2277                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2278
2279                 /*
2280                  * If we are defragging then free the buffer.
2281                  */
2282                 if (defrag) {
2283                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2284                         bfreekva(bp);
2285                         brelse(bp);
2286                         defrag = 0;
2287                         goto restart;
2288                 }
2289
2290                 /*
2291                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2292                  * identity change by freeing the buffer.
2293                  */
2294                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2295                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2296                         bfreekva(bp);
2297                         brelse(bp);
2298                         goto restart;
2299                 }
2300
2301                 if (metadata)
2302                         break;
2303
2304                 /*
2305                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2306                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2307                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2308                  */
2309                 if (bufspace >= hibufspace)
2310                         flushingbufs = 1;
2311                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2312                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2313                         bfreekva(bp);
2314                         brelse(bp);
2315                         goto restart;
2316                 }
2317                 if (bufspace < lobufspace)
2318                         flushingbufs = 0;
2319                 break;
2320         }
2321         return (bp);
2322 }
2323
2324 /*
2325  *      getnewbuf:
2326  *
2327  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2328  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2329  *
2330  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
2331  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
2332  *
2333  *      We block if:
2334  *              We have insufficient buffer headers
2335  *              We have insufficient buffer space
2336  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
2337  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2338  *
2339  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
2340  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
2341  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
2342  */
2343 static struct buf *
2344 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
2345     int gbflags)
2346 {
2347         struct buf *bp;
2348         int defrag, metadata;
2349
2350         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2351             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2352         if (!unmapped_buf_allowed)
2353                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2354
2355         defrag = 0;
2356         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2357             vp->v_type == VCHR)
2358                 metadata = 1;
2359         else
2360                 metadata = 0;
2361         /*
2362          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
2363          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
2364          * low-memory situations by proactively returning memory and running
2365          * async I/O rather then sync I/O.
2366          */
2367         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2368         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
2369 restart:
2370         bp = getnewbuf_scan(maxsize, defrag, (gbflags & (GB_UNMAPPED |
2371             GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED, metadata);
2372         if (bp != NULL)
2373                 defrag = 0;
2374
2375         /*
2376          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2377          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2378          *
2379          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2380          */
2381         if (bp == NULL) {
2382                 mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
2383                 getnewbuf_bufd_help(vp, gbflags, slpflag, slptimeo, defrag);
2384                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2385         } else if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED) {
2386                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2387
2388                 bfreekva(bp);
2389                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
2390                 bp->b_kvabase = bp->b_data = unmapped_buf;
2391                 bp->b_kvasize = maxsize;
2392                 atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2393                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2394                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2395         } else {
2396                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2397
2398                 /*
2399                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2400                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2401                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2402                  * BKVASIZE chunks.
2403                  */
2404                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2405
2406                 if (maxsize != bp->b_kvasize || (bp->b_flags & (B_UNMAPPED |
2407                     B_KVAALLOC)) == B_UNMAPPED) {
2408                         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
2409                                 defrag = 1;
2410                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2411                                 brelse(bp);
2412                                 goto restart;
2413                         }
2414                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2415                 } else if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0 &&
2416                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == 0) {
2417                         /*
2418                          * If the reused buffer has KVA allocated,
2419                          * reassign b_kvaalloc to b_kvabase.
2420                          */
2421                         bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
2422                         bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
2423                         atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace,
2424                             bp->b_kvasize);
2425                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2426                 } else if ((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
2427                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == (GB_UNMAPPED |
2428                     GB_KVAALLOC)) {
2429                         /*
2430                          * The case of reused buffer already have KVA
2431                          * mapped, but the request is for unmapped
2432                          * buffer with KVA allocated.
2433                          */
2434                         bp->b_kvaalloc = bp->b_kvabase;
2435                         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2436                         bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2437                         atomic_add_long(&unmapped_bufspace,
2438                             bp->b_kvasize);
2439                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2440                 }
2441                 if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
2442                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2443                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2444                         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
2445                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2446                 }
2447         }
2448         return (bp);
2449 }
2450
2451 /*
2452  *      buf_daemon:
2453  *
2454  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2455  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2456  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2457  */
2458
2459 static struct kproc_desc buf_kp = {
2460         "bufdaemon",
2461         buf_daemon,
2462         &bufdaemonproc
2463 };
2464 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2465
2466 static int
2467 buf_do_flush(struct vnode *vp)
2468 {
2469         int flushed;
2470
2471         flushed = flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 0);
2472         if (flushed == 0) {
2473                 /*
2474                  * Could not find any buffers without rollback
2475                  * dependencies, so just write the first one
2476                  * in the hopes of eventually making progress.
2477                  */
2478                 flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 1);
2479         }
2480         return (flushed);
2481 }
2482
2483 static void
2484 buf_daemon()
2485 {
2486         int lodirtysave;
2487
2488         /*
2489          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2490          */
2491         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2492             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2493
2494         /*
2495          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2496          */
2497         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2498         mtx_lock(&bdlock);
2499         for (;;) {
2500                 bd_request = 0;
2501                 mtx_unlock(&bdlock);
2502
2503                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2504                 lodirtysave = lodirtybuffers;
2505                 if (bd_speedupreq) {
2506                         lodirtybuffers = numdirtybuffers / 2;
2507                         bd_speedupreq = 0;
2508                 }
2509                 /*
2510                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2511                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2512                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2513                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2514                  */
2515                 while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
2516                         if (buf_do_flush(NULL) == 0)
2517                                 break;
2518                         kern_yield(PRI_USER);
2519                 }
2520                 lodirtybuffers = lodirtysave;
2521
2522                 /*
2523                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2524                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2525                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2526                  * built up, within reason.
2527                  *
2528                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2529                  * find any flushable buffers, we sleep half a second.
2530                  * Otherwise we loop immediately.
2531                  */
2532                 mtx_lock(&bdlock);
2533                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2534                         /*
2535                          * We reached our low water mark, reset the
2536                          * request and sleep until we are needed again.
2537                          * The sleep is just so the suspend code works.
2538                          */
2539                         bd_request = 0;
2540                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2541                 } else {
2542                         /*
2543                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2544                          * still have too many dirty buffers, we
2545                          * have to sleep and try again.  (rare)
2546                          */
2547                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2548                 }
2549         }
2550 }
2551
2552 /*
2553  *      flushbufqueues:
2554  *
2555  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2556  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2557  *      particularly sensitive to.
2558  */
2559 static int flushwithdeps = 0;
2560 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2561     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2562
2563 static int
2564 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int queue, int flushdeps)
2565 {
2566         struct buf *sentinel;
2567         struct vnode *vp;
2568         struct mount *mp;
2569         struct buf *bp;
2570         int hasdeps;
2571         int flushed;
2572         int target;
2573
2574         if (lvp == NULL) {
2575                 target = numdirtybuffers - lodirtybuffers;
2576                 if (flushdeps && target > 2)
2577                         target /= 2;
2578         } else
2579                 target = flushbufqtarget;
2580         flushed = 0;
2581         bp = NULL;
2582         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2583         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2584         mtx_lock(&bqlock);
2585         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2586         while (flushed != target) {
2587                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2588                 if (bp != NULL) {
2589                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2590                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2591                             b_freelist);
2592                 } else
2593                         break;
2594                 /*
2595                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2596                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2597                  */
2598                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL)
2599                         continue;
2600                 /*
2601                  * Only flush the buffers that belong to the
2602                  * vnode locked by the curthread.
2603                  */
2604                 if (lvp != NULL && bp->b_vp != lvp)
2605                         continue;
2606                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2607                         continue;
2608                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2609                         BUF_UNLOCK(bp);
2610                         continue;
2611                 }
2612                 /*
2613                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2614                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2615                  */
2616                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2617                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2618                         BUF_UNLOCK(bp);
2619                         continue;
2620                 }
2621                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2622                         bremfreel(bp);
2623                         mtx_unlock(&bqlock);
2624                         brelse(bp);
2625                         flushed++;
2626                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2627                         mtx_lock(&bqlock);
2628                         continue;
2629                 }
2630
2631                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2632                         if (flushdeps == 0) {
2633                                 BUF_UNLOCK(bp);
2634                                 continue;
2635                         }
2636                         hasdeps = 1;
2637                 } else
2638                         hasdeps = 0;
2639                 /*
2640                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2641                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2642                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2643                  * system.
2644                  *
2645                  * The lock order here is the reverse of the normal
2646                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2647                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2648                  */
2649                 vp = bp->b_vp;
2650                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2651                         BUF_UNLOCK(bp);
2652                         continue;
2653                 }
2654                 if (vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT | LK_CANRECURSE) == 0) {
2655                         mtx_unlock(&bqlock);
2656                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2657                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2658                         if (curproc == bufdaemonproc)
2659                                 vfs_bio_awrite(bp);
2660                         else {
2661                                 bremfree(bp);
2662                                 bwrite(bp);
2663                                 notbufdflashes++;
2664                         }
2665                         vn_finished_write(mp);
2666                         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2667                         flushwithdeps += hasdeps;
2668                         flushed++;
2669
2670                         /*
2671                          * Sleeping on runningbufspace while holding
2672                          * vnode lock leads to deadlock.
2673                          */
2674                         if (curproc == bufdaemonproc)
2675                                 waitrunningbufspace();
2676                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2677                         mtx_lock(&bqlock);
2678                         continue;
2679                 }
2680                 vn_finished_write(mp);
2681                 BUF_UNLOCK(bp);
2682         }
2683         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2684         mtx_unlock(&bqlock);
2685         free(sentinel, M_TEMP);
2686         return (flushed);
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Check to see if a block is currently memory resident.
2691  */
2692 struct buf *
2693 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2694 {
2695         struct buf *bp;
2696
2697         BO_RLOCK(bo);
2698         bp = gbincore(bo, blkno);
2699         BO_RUNLOCK(bo);
2700         return (bp);
2701 }
2702
2703 /*
2704  * Returns true if no I/O is needed to access the
2705  * associated VM object.  This is like incore except
2706  * it also hunts around in the VM system for the data.
2707  */
2708
2709 static int
2710 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2711 {
2712         vm_object_t obj;
2713         vm_offset_t toff, tinc, size;
2714         vm_page_t m;
2715         vm_ooffset_t off;
2716
2717         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2718
2719         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2720                 return 1;
2721         if (vp->v_mount == NULL)
2722                 return 0;
2723         obj = vp->v_object;
2724         if (obj == NULL)
2725                 return (0);
2726
2727         size = PAGE_SIZE;
2728         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2729                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2730         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2731
2732         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
2733         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2734                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2735                 if (!m)
2736                         goto notinmem;
2737                 tinc = size;
2738                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2739                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2740                 if (vm_page_is_valid(m,
2741                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2742                         goto notinmem;
2743         }
2744         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
2745         return 1;
2746
2747 notinmem:
2748         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
2749         return (0);
2750 }
2751
2752 /*
2753  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2754  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
2755  * to the size of the buffer.
2756  *
2757  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2758  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2759  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2760  *
2761  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2762  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2763  */
2764 static void
2765 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
2766 {
2767         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
2768         vm_page_t m;
2769         int i;
2770
2771         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2772                 return;
2773
2774         foff = bp->b_offset;
2775         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2776             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
2777
2778         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2779         vfs_drain_busy_pages(bp);
2780         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2781         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2782                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2783                 eoff = noff;
2784                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2785                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2786                 m = bp->b_pages[i];
2787                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
2788                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2789                 foff = noff;
2790         }
2791         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2792 }
2793
2794 static void
2795 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2796 {
2797         vm_object_t object;
2798         int i;
2799
2800         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2801         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2802
2803         /*
2804          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2805          * object has been flushed yet.
2806          */
2807         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
2808                 vm_offset_t boffset;
2809                 vm_offset_t eoffset;
2810
2811                 /*
2812                  * test the pages to see if they have been modified directly
2813                  * by users through the VM system.
2814                  */
2815                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2816                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2817
2818                 /*
2819                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2820                  * (eoffset - boffset) bytes.
2821                  */
2822
2823                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2824                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2825                                 break;
2826                 }
2827                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2828
2829                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2830                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2831                                 break;
2832                         }
2833                 }
2834                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2835
2836                 /*
2837                  * Fit it to the buffer.
2838                  */
2839
2840                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2841                         eoffset = bp->b_bcount;
2842
2843                 /*
2844                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2845                  * dirty range.
2846                  */
2847
2848                 if (boffset < eoffset) {
2849                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2850                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2851                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2852                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2853                 }
2854         }
2855 }
2856
2857 /*
2858  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer. It handles the
2859  * cases of both B_UNMAPPED buffer, and buffer with the preallocated
2860  * KVA which is not mapped (B_KVAALLOC).
2861  */
2862 static void
2863 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
2864 {
2865         struct buf *scratch_bp;
2866         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
2867         off_t offset;
2868
2869         need_mapping = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 &&
2870             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
2871         need_kva = (bp->b_flags & (B_KVAALLOC | B_UNMAPPED)) == B_UNMAPPED &&
2872             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
2873         if (!need_mapping && !need_kva)
2874                 return;
2875
2876         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2877
2878         if (need_mapping && (bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
2879                 /*
2880                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
2881                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
2882                  * allocated space.
2883                  */
2884                 bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
2885                 KASSERT(bp->b_kvaalloc != 0, ("kvaalloc == 0"));
2886                 bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
2887                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2888                 goto has_addr;
2889         }
2890
2891         /*
2892          * Calculate the amount of the address space we would reserve
2893          * if the buffer was mapped.
2894          */
2895         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
2896         offset = blkno * bsize;
2897         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
2898         maxsize = imax(maxsize, bsize);
2899
2900 mapping_loop:
2901         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
2902                 /*
2903                  * Request defragmentation. getnewbuf() returns us the
2904                  * allocated space by the scratch buffer KVA.
2905                  */
2906                 scratch_bp = getnewbuf(bp->b_vp, 0, 0, size, maxsize, gbflags |
2907                     (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC));
2908                 if (scratch_bp == NULL) {
2909                         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
2910                                 /*
2911                                  * XXXKIB: defragmentation cannot
2912                                  * succeed, not sure what else to do.
2913                                  */
2914                                 panic("GB_NOWAIT_BD and B_UNMAPPED %p", bp);
2915                         }
2916                         atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
2917                         goto mapping_loop;
2918                 }
2919                 KASSERT((scratch_bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0,
2920                     ("scratch bp !B_KVAALLOC %p", scratch_bp));
2921                 setbufkva(bp, (vm_offset_t)scratch_bp->b_kvaalloc,
2922                     scratch_bp->b_kvasize, gbflags);
2923
2924                 /* Get rid of the scratch buffer. */
2925                 scratch_bp->b_kvasize = 0;
2926                 scratch_bp->b_flags |= B_INVAL;
2927                 scratch_bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
2928                 brelse(scratch_bp);
2929         }
2930         if (!need_mapping)
2931                 return;
2932
2933 has_addr:
2934         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2935         bp->b_data = bp->b_saveaddr; /* b_offset is handled by bpmap_qenter */
2936         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
2937         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2938         bpmap_qenter(bp);
2939 }
2940
2941 /*
2942  *      getblk:
2943  *
2944  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2945  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
2946  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
2947  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
2948  *      READ.
2949  *
2950  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2951  *      an existing buffer.
2952  *
2953  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2954  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2955  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2956  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2957  *
2958  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2959  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2960  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2961  *      backing VM.
2962  *
2963  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2964  *      B_CACHE bit is clear.
2965  *      
2966  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2967  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2968  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2969  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2970  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2971  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2972  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2973  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2974  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
2975  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2976  */
2977 struct buf *
2978 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
2979     int flags)
2980 {
2981         struct buf *bp;
2982         struct bufobj *bo;
2983         int bsize, error, maxsize, vmio;
2984         off_t offset;
2985
2986         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
2987         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2988             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2989         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
2990         if (size > MAXBSIZE)
2991                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
2992         if (!unmapped_buf_allowed)
2993                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2994
2995         bo = &vp->v_bufobj;
2996 loop:
2997         /*
2998          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
2999          * to completely exhaust the buffer cache.
3000          *
3001          * If this check ever becomes a bottleneck it may be better to
3002          * move it into the else, when gbincore() fails.  At the moment
3003          * it isn't a problem.
3004          */
3005         if (numfreebuffers == 0) {
3006                 if (TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3007                         return NULL;
3008                 mtx_lock(&nblock);
3009                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
3010                 mtx_unlock(&nblock);
3011         }
3012
3013         BO_RLOCK(bo);
3014         bp = gbincore(bo, blkno);
3015         if (bp != NULL) {
3016                 int lockflags;
3017                 /*
3018                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3019                  * it must be on a queue.
3020                  */
3021                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3022
3023                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3024                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3025
3026                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3027                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3028
3029                 /*
3030                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3031                  * the buffer changed identities.
3032                  */
3033                 if (error == ENOLCK)
3034                         goto loop;
3035                 /* We timed out or were interrupted. */
3036                 else if (error)
3037                         return (NULL);
3038                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3039                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3040                         goto end;
3041
3042                 /*
3043                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3044                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3045                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3046                  * backing VM cache.
3047                  */
3048                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3049                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3050                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3051                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3052                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3053                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3054                 else
3055                         bremfree(bp);
3056
3057                 /*
3058                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3059                  */
3060                 if (bp->b_bcount != size) {
3061                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3062                             (size > bp->b_kvasize)) {
3063                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3064                                         /*
3065                                          * If buffer is pinned and caller does
3066                                          * not want sleep  waiting for it to be
3067                                          * unpinned, bail out
3068                                          * */
3069                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
3070                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
3071                                                         bqrelse(bp);
3072                                                         return (NULL);
3073                                                 } else {
3074                                                         bunpin_wait(bp);
3075                                                 }
3076                                         }
3077                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3078                                         bwrite(bp);
3079                                 } else {
3080                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3081                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3082                                                 brelse(bp);
3083                                         } else {
3084                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3085                                                 bwrite(bp);
3086                                         }
3087                                 }
3088                                 goto loop;
3089                         }
3090                 }
3091
3092                 /*
3093                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3094                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3095                  * reservation is requested.
3096                  */
3097                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3098
3099                 /*
3100                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
3101                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3102                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3103                  * unchanged from its previous state.
3104                  */
3105                 if (bp->b_bcount != size)
3106                         allocbuf(bp, size);
3107
3108                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3109                     ("getblk: no buffer offset"));
3110
3111                 /*
3112                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3113                  * be committed before we can return the buffer in
3114                  * order to prevent the caller from issuing a read
3115                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3116                  * it.
3117                  *
3118                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3119                  * operate properly either because they assume they
3120                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3121                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3122                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3123                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3124                  * preventing further loops.
3125                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3126                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3127                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3128                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3129                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3130                  * after the write.
3131                  *
3132                  * We might be able to do something fancy, like setting
3133                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3134                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3135                  * confusing.  This is much easier.
3136                  */
3137
3138                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3139                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3140                         bwrite(bp);
3141                         goto loop;
3142                 }
3143                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3144         } else {
3145                 /*
3146                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3147                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3148                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3149                  */
3150                 BO_RUNLOCK(bo);
3151                 /*
3152                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3153                  * here.
3154                  */
3155                 if (flags & GB_NOCREAT)
3156                         return NULL;
3157                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3158                 offset = blkno * bsize;
3159                 vmio = vp->v_object != NULL;
3160                 if (vmio) {
3161                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3162                 } else {
3163                         maxsize = size;
3164                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3165                         flags &= ~GB_UNMAPPED;
3166                 }
3167                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3168
3169                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
3170                 if (bp == NULL) {
3171                         if (slpflag || slptimeo)
3172                                 return NULL;
3173                         goto loop;
3174                 }
3175
3176                 /*
3177                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3178                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3179                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3180                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3181                  * throw away the one we just created.
3182                  *
3183                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3184                  * with the vp especially considering limitations in
3185                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3186                  * lblkno's.
3187                  */
3188                 BO_LOCK(bo);
3189                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3190                         BO_UNLOCK(bo);
3191                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3192                         brelse(bp);
3193                         goto loop;
3194                 }
3195
3196                 /*
3197                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3198                  * be found by incore.
3199                  */
3200                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3201                 bp->b_offset = offset;
3202                 bgetvp(vp, bp);
3203                 BO_UNLOCK(bo);
3204
3205                 /*
3206                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3207                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3208                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3209                  * backing store for validity.
3210                  */
3211
3212                 if (vmio) {
3213                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3214                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3215                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3216                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3217                 } else {
3218                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3219                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3220                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3221                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3222                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3223                 }
3224
3225                 allocbuf(bp, size);
3226                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3227         }
3228         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3229         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3230 end:
3231         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3232             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3233         return (bp);
3234 }
3235
3236 /*
3237  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3238  * set to B_INVAL.
3239  */
3240 struct buf *
3241 geteblk(int size, int flags)
3242 {
3243         struct buf *bp;
3244         int maxsize;
3245
3246         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3247         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
3248                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3249                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3250                         return (NULL);
3251         }
3252         allocbuf(bp, size);
3253         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3254         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3255         return (bp);
3256 }
3257
3258
3259 /*
3260  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3261  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3262  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3263  * resize a buffer up or down.
3264  *
3265  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3266  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3267  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3268  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3269  *
3270  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3271  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3272  */
3273
3274 int
3275 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3276 {
3277         int newbsize, mbsize;
3278         int i;
3279
3280         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3281
3282         if (bp->b_kvasize < size)
3283                 panic("allocbuf: buffer too small");
3284
3285         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3286                 caddr_t origbuf;
3287                 int origbufsize;
3288                 /*
3289                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3290                  * mess with B_CACHE.
3291                  */
3292                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3293                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3294                         newbsize = mbsize;
3295                 else
3296                         newbsize = round_page(size);
3297
3298                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3299                         /*
3300                          * malloced buffers are not shrunk
3301                          */
3302                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3303                                 if (newbsize) {
3304                                         bp->b_bcount = size;
3305                                 } else {
3306                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3307                                         if (bp->b_bufsize) {
3308                                                 atomic_subtract_long(
3309                                                     &bufmallocspace,
3310                                                     bp->b_bufsize);
3311                                                 bufspacewakeup();
3312                                                 bp->b_bufsize = 0;
3313                                         }
3314                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
3315                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3316                                         bp->b_bcount = 0;
3317                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3318                                 }
3319                                 return 1;
3320                         }               
3321                         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3322                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3323                         /*
3324                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3325                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3326                          * grows.
3327                          */
3328                         /*
3329                          * There is a potential smp race here that could lead
3330                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3331                          * is probably extremely rare and not worth worrying
3332                          * over.
3333                          */
3334                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3335                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3336                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3337
3338                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3339                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3340                                 bp->b_bcount = size;
3341                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3342                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
3343                                 return 1;
3344                         }
3345                         origbuf = NULL;
3346                         origbufsize = 0;
3347                         /*
3348                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
3349                          * then we revert to the page-allocation scheme.
3350                          */
3351                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3352                                 origbuf = bp->b_data;
3353                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3354                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3355                                 if (bp->b_bufsize) {
3356                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
3357                                             bp->b_bufsize);
3358                                         bufspacewakeup();
3359                                         bp->b_bufsize = 0;
3360                                 }
3361                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3362                                 newbsize = round_page(newbsize);
3363                         }
3364                         vm_hold_load_pages(
3365                             bp,
3366                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3367                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3368                         if (origbuf) {
3369                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3370                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3371                         }
3372                 }
3373         } else {
3374                 int desiredpages;
3375
3376                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3377                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3378                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3379
3380                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3381                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3382                 /*
3383                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3384                  * 0-length.
3385                  */
3386                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3387                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3388
3389                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3390                         /*
3391                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3392                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3393                          * if we have to remove any pages.
3394                          */
3395                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
3396                                 vm_page_t m;
3397
3398                                 if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3399                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3400                                         pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page(
3401                                             (vm_offset_t)bp->b_data) +
3402                                             (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3403                                             (bp->b_npages - desiredpages));
3404                                 } else
3405                                         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3406                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3407                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3408                                         /*
3409                                          * the page is not freed here -- it
3410                                          * is the responsibility of 
3411                                          * vnode_pager_setsize
3412                                          */
3413                                         m = bp->b_pages[i];
3414                                         KASSERT(m != bogus_page,
3415                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3416                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m, TRUE,
3417                                             "biodep"))
3418                                                 continue;
3419
3420                                         bp->b_pages[i] = NULL;
3421                                         vm_page_lock(m);
3422                                         vm_page_unwire(m, 0);
3423                                         vm_page_unlock(m);
3424                                 }
3425                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3426                                 bp->b_npages = desiredpages;
3427                         }
3428                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3429                         /*
3430                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3431                          * byte-granular fashion.
3432                          */
3433                         vm_object_t obj;
3434                         vm_offset_t toff;
3435                         vm_offset_t tinc;
3436
3437                         /*
3438                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3439                          * allocating them if necessary.  We must clear
3440                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3441                          * range covered by the buffer.
3442                          */
3443
3444                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3445
3446                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3447                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
3448                                 vm_page_t m;
3449
3450                                 /*
3451                                  * We must allocate system pages since blocking
3452                                  * here could interfere with paging I/O, no
3453                                  * matter which process we are.
3454                                  *
3455                                  * We can only test VPO_BUSY here.  Blocking on
3456                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3457                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3458                                  * Thus, we specify VM_ALLOC_IGN_SBUSY.
3459                                  */
3460                                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) +
3461                                     bp->b_npages, VM_ALLOC_NOBUSY |
3462                                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3463                                     VM_ALLOC_RETRY | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3464                                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
3465                                 if (m->valid == 0)
3466                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3467                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3468                                 ++bp->b_npages;
3469                         }
3470
3471                         /*
3472                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3473                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3474                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3475                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3476                          * aligned range ( newbsize ).
3477                          *
3478                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3479                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3480                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3481                          * fails with NFS if the server or some other client
3482                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3483                          * B_CACHE may remain set! XXX
3484                          */
3485
3486                         toff = bp->b_bcount;
3487                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3488
3489                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3490                                 vm_pindex_t pi;
3491
3492                                 if (tinc > (size - toff))
3493                                         tinc = size - toff;
3494
3495                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3496                                     PAGE_SHIFT;
3497
3498                                 vfs_buf_test_cache(
3499                                     bp, 
3500                                     bp->b_offset,
3501                                     toff, 
3502                                     tinc, 
3503                                     bp->b_pages[pi]
3504                                 );
3505                                 toff += tinc;
3506                                 tinc = PAGE_SIZE;
3507                         }
3508                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3509
3510                         /*
3511                          * Step 3, fixup the KVM pmap.
3512                          */
3513                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0)
3514                                 bpmap_qenter(bp);
3515                         else
3516                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3517                 }
3518         }
3519         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3520                 bufspacewakeup();
3521         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3522         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3523         return 1;
3524 }
3525
3526 extern int inflight_transient_maps;
3527
3528 void
3529 biodone(struct bio *bp)
3530 {
3531         struct mtx *mtxp;
3532         void (*done)(struct bio *);
3533         vm_offset_t start, end;
3534         int transient;
3535
3536         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3537         mtx_lock(mtxp);
3538         bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3539         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3540                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3541                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3542                 transient = 1;
3543         } else {
3544                 transient = 0;
3545                 start = end = 0;
3546         }
3547         done = bp->bio_done;
3548         if (done == NULL)
3549                 wakeup(bp);
3550         mtx_unlock(mtxp);
3551         if (done != NULL)
3552                 done(bp);
3553         if (transient) {
3554                 pmap_qremove(start, OFF_TO_IDX(end - start));
3555                 vm_map_remove(bio_transient_map, start, end);
3556                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3557         }
3558 }
3559
3560 /*
3561  * Wait for a BIO to finish.
3562  *
3563  * XXX: resort to a timeout for now.  The optimal locking (if any) for this
3564  * case is not yet clear.
3565  */
3566 int
3567 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3568 {
3569         struct mtx *mtxp;
3570
3571         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3572         mtx_lock(mtxp);
3573         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3574                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, hz / 10);
3575         mtx_unlock(mtxp);
3576         if (bp->bio_error != 0)
3577                 return (bp->bio_error);
3578         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3579                 return (0);
3580         return (EIO);
3581 }
3582
3583 void
3584 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3585 {
3586         
3587         if (error) {
3588                 bp->bio_error = error;
3589                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3590         }
3591         if (stat != NULL)
3592                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3593         biodone(bp);
3594 }
3595
3596 /*
3597  *      bufwait:
3598  *
3599  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3600  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3601  *      error and cleared.
3602  */
3603 int
3604 bufwait(struct buf *bp)
3605 {
3606         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3607                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3608         else
3609                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3610         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3611                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3612                 return (EINTR);
3613         }
3614         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3615                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3616         } else {
3617                 return (0);
3618         }
3619 }
3620
3621  /*
3622   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3623   */
3624 static void
3625 bufdonebio(struct bio *bip)
3626 {
3627         struct buf *bp;
3628
3629         bp = bip->bio_caller2;
3630         bp->b_resid = bp->b_bcount - bip->bio_completed;
3631         bp->b_resid = bip->bio_resid;   /* XXX: remove */
3632         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3633         bp->b_error = bip->bio_error;
3634         if (bp->b_error)
3635                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3636         bufdone(bp);
3637         g_destroy_bio(bip);
3638 }
3639
3640 void
3641 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3642 {
3643         struct cdevsw *csw;
3644         int ref;
3645
3646         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3647             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s) %p",
3648             devtoname(dev), dev));
3649
3650         csw = dev_refthread(dev, &ref);
3651         dev_strategy_csw(dev, csw, bp);
3652         dev_relthread(dev, ref);
3653 }
3654
3655 void
3656 dev_strategy_csw(struct cdev *dev, struct cdevsw *csw, struct buf *bp)
3657 {
3658         struct bio *bip;
3659
3660         KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ || bp->b_iocmd == BIO_WRITE,
3661             ("b_iocmd botch"));
3662         KASSERT(((dev->si_flags & SI_ETERNAL) != 0 && csw != NULL) ||
3663             dev->si_threadcount > 0,
3664             ("dev_strategy_csw threadcount cdev *(%s) %p", devtoname(dev),
3665             dev));
3666         if (csw == NULL) {
3667                 bp->b_error = ENXIO;
3668                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3669                 bufdone(bp);
3670                 return;
3671         }
3672         for (;;) {
3673                 bip = g_new_bio();
3674                 if (bip != NULL)
3675                         break;
3676                 /* Try again later */
3677                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3678         }
3679         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3680         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3681         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3682         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3683         bdata2bio(bp, bip);
3684         bip->bio_done = bufdonebio;
3685         bip->bio_caller2 = bp;
3686         bip->bio_dev = dev;
3687         (*csw->d_strategy)(bip);
3688 }
3689
3690 /*
3691  *      bufdone:
3692  *
3693  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3694  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3695  *      not allowed.
3696  *
3697  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3698  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3699  *      assuming B_INVAL is clear.
3700  *
3701  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3702  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3703  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3704  *
3705  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3706  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3707  *      in the biodone routine.
3708  */
3709 void
3710 bufdone(struct buf *bp)
3711 {
3712         struct bufobj *dropobj;
3713         void    (*biodone)(struct buf *);
3714
3715         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3716         dropobj = NULL;
3717
3718         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3719         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3720
3721         runningbufwakeup(bp);
3722         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3723                 dropobj = bp->b_bufobj;
3724         /* call optional completion function if requested */
3725         if (bp->b_iodone != NULL) {
3726                 biodone = bp->b_iodone;
3727                 bp->b_iodone = NULL;
3728                 (*biodone) (bp);
3729                 if (dropobj)
3730                         bufobj_wdrop(dropobj);
3731                 return;
3732         }
3733
3734         bufdone_finish(bp);
3735
3736         if (dropobj)
3737                 bufobj_wdrop(dropobj);
3738 }
3739
3740 void
3741 bufdone_finish(struct buf *bp)
3742 {
3743         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3744
3745         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3746                 buf_complete(bp);
3747
3748         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3749                 vm_ooffset_t foff;
3750                 vm_page_t m;
3751                 vm_object_t obj;
3752                 struct vnode *vp;
3753                 int bogus, i, iosize;
3754
3755                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3756                 KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
3757                     ("biodone_finish: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
3758                     obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
3759
3760                 vp = bp->b_vp;
3761                 KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
3762                     ("biodone_finish: vnode %p has zero hold count", vp));
3763                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3764                     ("biodone_finish: vnode %p has no vm_object", vp));
3765
3766                 foff = bp->b_offset;
3767                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3768                     ("biodone_finish: bp %p has no buffer offset", bp));
3769
3770                 /*
3771                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3772                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3773                  * routines.
3774                  */
3775                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3776                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3777                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3778                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3779                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3780                 }
3781                 bogus = 0;
3782                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3783                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3784                         int bogusflag = 0;
3785                         int resid;
3786
3787                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3788                         if (resid > iosize)
3789                                 resid = iosize;
3790
3791                         /*
3792                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3793                          */
3794                         m = bp->b_pages[i];
3795                         if (m == bogus_page) {
3796                                 bogus = bogusflag = 1;
3797                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3798                                 if (m == NULL)
3799                                         panic("biodone: page disappeared!");
3800                                 bp->b_pages[i] = m;
3801                         }
3802                         KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3803                             ("biodone_finish: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3804                             (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3805
3806                         /*
3807                          * In the write case, the valid and clean bits are
3808                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3809                          * only need to do this here in the read case.
3810                          */
3811                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3812                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3813                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3814                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3815                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3816                         }
3817
3818                         vm_page_io_finish(m);
3819                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3820                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3821                         iosize -= resid;
3822                 }
3823                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3824                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3825                 if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3826                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3827                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3828                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3829                 }
3830         }
3831
3832         /*
3833          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3834          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3835          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3836          */
3837
3838         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3839                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3840                         brelse(bp);
3841                 else
3842                         bqrelse(bp);
3843         } else
3844                 bdone(bp);
3845 }
3846
3847 /*
3848  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3849  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3850  * consistant.
3851  */
3852 void
3853 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3854 {
3855         int i;
3856         vm_object_t obj;
3857         vm_page_t m;
3858
3859         runningbufwakeup(bp);
3860         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3861                 return;
3862
3863         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3864         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3865         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3866                 m = bp->b_pages[i];
3867                 if (m == bogus_page) {
3868                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3869                         if (!m)
3870                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3871                         bp->b_pages[i] = m;
3872                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3873                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3874                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3875                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3876                         } else
3877                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3878                 }
3879                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3880                 vm_page_io_finish(m);
3881         }
3882         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3883         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3884 }
3885
3886 /*
3887  * vfs_page_set_valid:
3888  *
3889  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3890  *      range is restricted to the buffer's size.
3891  *
3892  *      This routine is typically called after a read completes.
3893  */
3894 static void
3895 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3896 {
3897         vm_ooffset_t eoff;
3898
3899         /*
3900          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
3901          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
3902          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
3903          * allocation size of the buffer.
3904          */
3905         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
3906         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3907                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3908
3909         /*
3910          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3911          * entire page.
3912          */
3913         if (eoff > off)
3914                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
3915 }
3916
3917 /*
3918  * vfs_page_set_validclean:
3919  *
3920  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
3921  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
3922  */
3923 static void
3924 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3925 {
3926         vm_ooffset_t soff, eoff;
3927
3928         /*
3929          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3930          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3931          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3932          * of the buffer.
3933          */
3934         soff = off;
3935         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3936         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3937                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3938
3939         /*
3940          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3941          * entire page.
3942          */
3943         if (eoff > soff) {
3944                 vm_page_set_validclean(
3945                     m,
3946                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3947                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3948                 );
3949         }
3950 }
3951
3952 /*
3953  * Ensure that all buffer pages are not busied by VPO_BUSY flag. If
3954  * any page is busy, drain the flag.
3955  */
3956 static void
3957 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
3958 {
3959         vm_page_t m;
3960         int i, last_busied;
3961
3962         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
3963         last_busied = 0;
3964         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3965                 m = bp->b_pages[i];
3966                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0) {
3967                         for (; last_busied < i; last_busied++)
3968                                 vm_page_busy(bp->b_pages[last_busied]);
3969                         while ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0)
3970                                 vm_page_sleep(m, "vbpage");
3971                 }
3972         }
3973         for (i = 0; i < last_busied; i++)
3974                 vm_page_wakeup(bp->b_pages[i]);
3975 }
3976
3977 /*
3978  * This routine is called before a device strategy routine.
3979  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3980  * progress, and treat the pages associated with the buffer
3981  * almost as being VPO_BUSY.  Also the object paging_in_progress
3982  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
3983  * inconsistant.
3984  *
3985  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3986  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3987  * and should be ignored.
3988  */
3989 void
3990 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
3991 {
3992         int i, bogus;
3993         vm_object_t obj;
3994         vm_ooffset_t foff;
3995         vm_page_t m;
3996
3997         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3998                 return;
3999
4000         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4001         foff = bp->b_offset;
4002         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4003             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4004         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4005         vfs_drain_busy_pages(bp);
4006         if (bp->b_bufsize != 0)
4007                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4008         bogus = 0;
4009         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4010                 m = bp->b_pages[i];
4011
4012                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4013                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4014                         vm_page_io_start(m);
4015                 }
4016                 /*
4017                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4018                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4019                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4020                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4021                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4022                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4023                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4024                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4025                  * first place ).  The replacement prevents the read
4026                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4027                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4028                  * It may not work properly with small-block devices.
4029                  * We need to find a better way.
4030                  */
4031                 if (clear_modify) {
4032                         pmap_remove_write(m);
4033                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4034                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4035                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4036                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4037                         bogus++;
4038                 }
4039                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4040         }
4041         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4042         if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4043                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4044                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4045                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4046         }
4047 }
4048
4049 /*
4050  *      vfs_bio_set_valid:
4051  *
4052  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4053  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4054  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4055  *      page.
4056  */
4057 void   
4058 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4059 {
4060         int i, n;
4061         vm_page_t m;
4062
4063         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4064                 return;
4065
4066         /*
4067          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4068          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4069          * first page that can be validated.
4070          */
4071         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4072         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4073
4074         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4075         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4076                 m = bp->b_pages[i];
4077                 if (n > size)
4078                         n = size;
4079                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4080                 base += n;
4081                 size -= n;
4082                 n = PAGE_SIZE;
4083         }
4084         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4085 }
4086
4087 /*
4088  *      vfs_bio_clrbuf:
4089  *
4090  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4091  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4092  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4093  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4094  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4095  *
4096  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4097  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4098  */
4099 void
4100 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4101 {
4102         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4103
4104         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4105                 clrbuf(bp);
4106                 return;
4107         }
4108         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4109         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4110         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4111         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4112             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4113                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4114                         goto unlock;
4115                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4116                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4117                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4118                         goto unlock;
4119                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4120                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4121                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4122                         goto unlock;
4123                 }
4124         }
4125         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4126         slide = 0;
4127         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4128                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4129                 ea = slide & PAGE_MASK;
4130                 if (ea == 0)
4131                         ea = PAGE_SIZE;
4132                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4133                         continue;
4134                 j = sa / DEV_BSIZE;
4135                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4136                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4137                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4138                         continue;
4139                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4140                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4141                 else {
4142                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4143                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4144                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4145                                             sa, DEV_BSIZE);
4146                                 }
4147                         }
4148                 }
4149                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4150         }
4151 unlock:
4152         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4153         bp->b_resid = 0;
4154 }
4155
4156 void
4157 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4158 {
4159         vm_page_t m;
4160         int i, n;
4161
4162         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4163                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4164                 bzero(bp->b_data + base, size);
4165         } else {
4166                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4167                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4168                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4169                         m = bp->b_pages[i];
4170                         if (n > size)
4171                                 n = size;
4172                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4173                         base += n;
4174                         size -= n;
4175                         n = PAGE_SIZE;
4176                 }
4177         }
4178 }
4179
4180 /*
4181  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4182  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4183  * not associated with a file object.
4184  */
4185 static void
4186 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4187 {
4188         vm_offset_t pg;
4189         vm_page_t p;
4190         int index;
4191
4192         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4193
4194         to = round_page(to);
4195         from = round_page(from);
4196         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4197
4198         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4199 tryagain:
4200                 /*
4201                  * note: must allocate system pages since blocking here
4202                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4203                  * process we are.
4204                  */
4205                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4206                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4207                 if (p == NULL) {
4208                         VM_WAIT;
4209                         goto tryagain;
4210                 }
4211                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4212                 bp->b_pages[index] = p;
4213         }
4214         bp->b_npages = index;
4215 }
4216
4217 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4218 static void
4219 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4220 {
4221         vm_offset_t from;
4222         vm_page_t p;
4223         int index, newnpages;
4224
4225         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4226
4227         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4228         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4229         if (bp->b_npages > newnpages)
4230                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4231         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4232                 p = bp->b_pages[index];
4233                 bp->b_pages[index] = NULL;
4234                 if (p->busy != 0)
4235                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
4236                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
4237                 p->wire_count--;
4238                 vm_page_free(p);
4239                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
4240         }
4241         bp->b_npages = newnpages;
4242 }
4243
4244 /*
4245  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4246  *
4247  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4248  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4249  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4250  *
4251  * Note that even if the caller determines that the address space should
4252  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4253  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4254  * check the return value.
4255  */
4256 int
4257 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4258 {
4259         caddr_t kva;
4260         vm_prot_t prot;
4261         int pidx;
4262
4263         if (bp->b_bufsize < 0)
4264                 return (-1);
4265         prot = VM_PROT_READ;
4266         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4267                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4268         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4269             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4270             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4271                 return (-1);
4272         bp->b_npages = pidx;
4273         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4274                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
4275                 kva = bp->b_saveaddr;
4276                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4277                 bp->b_data = kva + (((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK);
4278                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4279         } else {
4280                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
4281                 bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4282                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4283                 bp->b_data = unmapped_buf;
4284         }
4285         return(0);
4286 }
4287
4288 /*
4289  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4290  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4291  */
4292 void
4293 vunmapbuf(struct buf *bp)
4294 {
4295         int npages;
4296
4297         npages = bp->b_npages;
4298         if (bp->b_flags & B_UNMAPPED)
4299                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4300         else
4301                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4302         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4303         
4304         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
4305 }
4306
4307 void
4308 bdone(struct buf *bp)
4309 {
4310         struct mtx *mtxp;
4311
4312         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4313         mtx_lock(mtxp);
4314         bp->b_flags |= B_DONE;
4315         wakeup(bp);
4316         mtx_unlock(mtxp);
4317 }
4318
4319 void
4320 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4321 {
4322         struct mtx *mtxp;
4323
4324         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4325         mtx_lock(mtxp);
4326         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4327                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4328         mtx_unlock(mtxp);
4329 }
4330
4331 int
4332 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4333 {
4334
4335         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
4336 }
4337
4338 void
4339 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4340 {
4341         int i = 0;
4342         struct vnode *vp;
4343
4344         vp = bp->b_vp;
4345         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4346         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4347             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4348         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4349         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4350 }
4351
4352 void
4353 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4354 {
4355
4356         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4357         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4358         bo->bo_numoutput++;
4359 }
4360
4361 void
4362 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4363 {
4364
4365         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4366         BO_LOCK(bo);
4367         bo->bo_numoutput++;
4368         BO_UNLOCK(bo);
4369 }
4370
4371 void
4372 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4373 {
4374
4375         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4376         BO_LOCK(bo);
4377         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4378         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4379                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4380                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4381         }
4382         BO_UNLOCK(bo);
4383 }
4384
4385 int
4386 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4387 {
4388         int error;
4389
4390         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4391         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4392         error = 0;
4393         while (bo->bo_numoutput) {
4394                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4395                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
4396                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4397                 if (error)
4398                         break;
4399         }
4400         return (error);
4401 }
4402
4403 void
4404 bpin(struct buf *bp)
4405 {
4406         struct mtx *mtxp;
4407
4408         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4409         mtx_lock(mtxp);
4410         bp->b_pin_count++;
4411         mtx_unlock(mtxp);
4412 }
4413
4414 void
4415 bunpin(struct buf *bp)
4416 {
4417         struct mtx *mtxp;
4418
4419         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4420         mtx_lock(mtxp);
4421         if (--bp->b_pin_count == 0)
4422                 wakeup(bp);
4423         mtx_unlock(mtxp);
4424 }
4425
4426 void
4427 bunpin_wait(struct buf *bp)
4428 {
4429         struct mtx *mtxp;
4430
4431         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4432         mtx_lock(mtxp);
4433         while (bp->b_pin_count > 0)
4434                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4435         mtx_unlock(mtxp);
4436 }
4437
4438 /*
4439  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4440  */
4441 void
4442 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4443 {
4444
4445         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
4446                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4447                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4448                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4449                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4450                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4451                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4452                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4453                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4454                     ("Buffer %p too short: %d %d %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4455                     bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4456         } else {
4457                 bip->bio_data = bp->b_data;
4458                 bip->bio_ma = NULL;
4459         }
4460 }
4461
4462 #include "opt_ddb.h"
4463 #ifdef DDB
4464 #include <ddb/ddb.h>
4465
4466 /* DDB command to show buffer data */
4467 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4468 {
4469         /* get args */
4470         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4471
4472         if (!have_addr) {
4473                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4474                 return;
4475         }
4476
4477         db_printf("buf at %p\n", bp);
4478         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4479             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4480             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4481         db_printf(
4482             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4483             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4484             "b_dep = %p\n",
4485             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4486             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4487             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4488         if (bp->b_npages) {
4489                 int i;
4490                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4491                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4492                         vm_page_t m;
4493                         m = bp->b_pages[i];
4494                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4495                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4496                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4497                                 db_printf(",");
4498                 }
4499                 db_printf("\n");
4500         }
4501         db_printf(" ");
4502         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4503 }
4504
4505 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4506 {
4507         struct buf *bp;
4508         int i;
4509
4510         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4511                 bp = &buf[i];
4512                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4513                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4514                         db_printf("\n");
4515                 }
4516         }
4517 }
4518
4519 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4520 {
4521         struct vnode *vp;
4522         struct buf *bp;
4523
4524         if (!have_addr) {
4525                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4526                 return;
4527         }
4528         vp = (struct vnode *)addr;
4529         db_printf("Clean buffers:\n");
4530         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4531                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4532                 db_printf("\n");
4533         }
4534         db_printf("Dirty buffers:\n");
4535         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4536                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4537                 db_printf("\n");
4538         }
4539 }
4540
4541 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4542 {
4543         struct buf *bp;
4544         int i, used = 0, nfree = 0;
4545
4546         if (have_addr) {
4547                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4548                 return;
4549         }
4550
4551         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4552                 bp = &buf[i];
4553                 if ((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0)
4554                         nfree++;
4555                 else
4556                         used++;
4557         }
4558
4559         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4560             nfree + used);
4561         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4562 }
4563 #endif /* DDB */