]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Copy the vendor branch ar9300 code from qcamain_open_hal into this
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
34  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
35  * sure that the performance degradation associated with schemes such
36  * as this is not realized.
37  *
38  * Author:  John S. Dyson
39  * Significant help during the development and debugging phases
40  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
41  *
42  * see man buf(9) for more info.
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/devicestat.h>
54 #include <sys/eventhandler.h>
55 #include <sys/fail.h>
56 #include <sys/limits.h>
57 #include <sys/lock.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/mount.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/kthread.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/resourcevar.h>
65 #include <sys/rwlock.h>
66 #include <sys/sysctl.h>
67 #include <sys/vmmeter.h>
68 #include <sys/vnode.h>
69 #include <geom/geom.h>
70 #include <vm/vm.h>
71 #include <vm/vm_param.h>
72 #include <vm/vm_kern.h>
73 #include <vm/vm_pageout.h>
74 #include <vm/vm_page.h>
75 #include <vm/vm_object.h>
76 #include <vm/vm_extern.h>
77 #include <vm/vm_map.h>
78 #include "opt_compat.h"
79 #include "opt_directio.h"
80 #include "opt_swap.h"
81
82 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
83
84 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
85
86 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
87         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
88         .bop_write      =       bufwrite,
89         .bop_strategy   =       bufstrategy,
90         .bop_sync       =       bufsync,
91         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
92 };
93
94 /*
95  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
96  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
97  */
98 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
99 caddr_t unmapped_buf;
100
101 static struct proc *bufdaemonproc;
102
103 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
104 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
105 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
106                 vm_offset_t to);
107 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
108 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
109                 vm_page_t m);
110 static void vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp);
111 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
112 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
113 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
114 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
115                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
116 static int buf_do_flush(struct vnode *vp);
117 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
118 static void buf_daemon(void);
119 static void bremfreel(struct buf *bp);
120 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
121     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
122 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
123 #endif
124
125 int vmiodirenable = TRUE;
126 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
127     "Use the VM system for directory writes");
128 long runningbufspace;
129 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
130     "Amount of presently outstanding async buffer io");
131 static long bufspace;
132 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
133     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
134 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
135     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
136 #else
137 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
138     "Virtual memory used for buffers");
139 #endif
140 static long unmapped_bufspace;
141 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, unmapped_bufspace, CTLFLAG_RD,
142     &unmapped_bufspace, 0,
143     "Amount of unmapped buffers, inclusive in the bufspace");
144 static long maxbufspace;
145 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
146     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
147 static long bufmallocspace;
148 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
149     "Amount of malloced memory for buffers");
150 static long maxbufmallocspace;
151 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
152     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
153 static long lobufspace;
154 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
155     "Minimum amount of buffers we want to have");
156 long hibufspace;
157 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
158     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
159 static int bufreusecnt;
160 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
161     "Number of times we have reused a buffer");
162 static int buffreekvacnt;
163 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
164     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
165 static int bufdefragcnt;
166 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
167     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
168 static long lorunningspace;
169 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
170     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
171 static long hirunningspace;
172 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
173     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
174 int dirtybufferflushes;
175 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
176     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
177 int bdwriteskip;
178 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
179     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
180 int altbufferflushes;
181 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
182     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
183 static int recursiveflushes;
184 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
185     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
186 static int numdirtybuffers;
187 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
188     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
189 static int lodirtybuffers;
190 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
191     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
192 static int hidirtybuffers;
193 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
194     "When the number of dirty buffers is considered severe");
195 int dirtybufthresh;
196 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
197     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
198 static int numfreebuffers;
199 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
200     "Number of free buffers");
201 static int lofreebuffers;
202 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
203    "XXX Unused");
204 static int hifreebuffers;
205 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
206    "XXX Complicatedly unused");
207 static int getnewbufcalls;
208 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
209    "Number of calls to getnewbuf");
210 static int getnewbufrestarts;
211 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
212     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
213 static int mappingrestarts;
214 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
215     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
216     "unmapped buffer");
217 static int flushbufqtarget = 100;
218 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
219     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
220 static long notbufdflashes;
221 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflashes, CTLFLAG_RD, &notbufdflashes, 0,
222     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
223 static long barrierwrites;
224 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
225     "Number of barrier writes");
226 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
227     &unmapped_buf_allowed, 0,
228     "Permit the use of the unmapped i/o");
229
230 /*
231  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
232  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
233  * is idling.
234  */
235 static int bd_request;
236
237 /*
238  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
239  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
240  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
241  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
242  */
243 static int bd_speedupreq;
244
245 /*
246  * This lock synchronizes access to bd_request.
247  */
248 static struct mtx bdlock;
249
250 /*
251  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
252  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
253  * really that bad.  it would be better to split the buffer
254  * for input in the case of buffers partially already in memory,
255  * but the code is intricate enough already.
256  */
257 vm_page_t bogus_page;
258
259 /*
260  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
261  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
262  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
263  */
264 static int runningbufreq;
265
266 /*
267  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
268  * waitrunningbufspace().
269  */
270 static struct mtx rbreqlock;
271
272 /* 
273  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
274  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
275  * by and/or.
276  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountwakeup(), bwillwrite(),
277  * getnewbuf(), and getblk().
278  */
279 static int needsbuffer;
280
281 /*
282  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
283  */
284 static struct mtx nblock;
285
286 /*
287  * Definitions for the buffer free lists.
288  */
289 #define BUFFER_QUEUES   5       /* number of free buffer queues */
290
291 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
292 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
293 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
294 #define QUEUE_EMPTYKVA  3       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
295 #define QUEUE_EMPTY     4       /* empty buffer headers */
296 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
297
298 /* Queues for free buffers with various properties */
299 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
300 #ifdef INVARIANTS
301 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
302 #endif
303
304 /* Lock for the bufqueues */
305 static struct mtx bqlock;
306
307 /*
308  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
309  * buf_wmesg is referred from macros.
310  */
311 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
312
313 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
314 #define VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH 0x02    /* waiting for dirty buffer flush */
315 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
316 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
317
318 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
319     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
320 static int
321 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
322 {
323         long lvalue;
324         int ivalue;
325
326         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
327                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
328         lvalue = *(long *)arg1;
329         if (lvalue > INT_MAX)
330                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
331                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
332         ivalue = lvalue;
333         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
334 }
335 #endif
336
337 #ifdef DIRECTIO
338 extern void ffs_rawread_setup(void);
339 #endif /* DIRECTIO */
340 /*
341  *      numdirtywakeup:
342  *
343  *      If someone is blocked due to there being too many dirty buffers,
344  *      and numdirtybuffers is now reasonable, wake them up.
345  */
346
347 static __inline void
348 numdirtywakeup(int level)
349 {
350
351         if (numdirtybuffers <= level) {
352                 mtx_lock(&nblock);
353                 if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH) {
354                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
355                         wakeup(&needsbuffer);
356                 }
357                 mtx_unlock(&nblock);
358         }
359 }
360
361 /*
362  *      bufspacewakeup:
363  *
364  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
365  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
366  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
367  *      bp's get placed back in the queues.
368  */
369
370 static __inline void
371 bufspacewakeup(void)
372 {
373
374         /*
375          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
376          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
377          * process will be able to now.
378          */
379         mtx_lock(&nblock);
380         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
381                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
382                 wakeup(&needsbuffer);
383         }
384         mtx_unlock(&nblock);
385 }
386
387 /*
388  * runningbufwakeup() - in-progress I/O accounting.
389  *
390  */
391 void
392 runningbufwakeup(struct buf *bp)
393 {
394
395         if (bp->b_runningbufspace) {
396                 atomic_subtract_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
397                 bp->b_runningbufspace = 0;
398                 mtx_lock(&rbreqlock);
399                 if (runningbufreq && runningbufspace <= lorunningspace) {
400                         runningbufreq = 0;
401                         wakeup(&runningbufreq);
402                 }
403                 mtx_unlock(&rbreqlock);
404         }
405 }
406
407 /*
408  *      bufcountwakeup:
409  *
410  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
411  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
412  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
413  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
414  */
415
416 static __inline void
417 bufcountwakeup(struct buf *bp) 
418 {
419         int old;
420
421         KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) == 0,
422             ("buf %p already counted as free", bp));
423         if (bp->b_bufobj != NULL)
424                 mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
425         bp->b_vflags |= BV_INFREECNT;
426         old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, 1);
427         KASSERT(old >= 0 && old < nbuf,
428             ("numfreebuffers climbed to %d", old + 1));
429         mtx_lock(&nblock);
430         if (needsbuffer) {
431                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
432                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
433                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
434                 wakeup(&needsbuffer);
435         }
436         mtx_unlock(&nblock);
437 }
438
439 /*
440  *      waitrunningbufspace()
441  *
442  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
443  *      running.  This routine is used in async-write situations to
444  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
445  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
446  *
447  *      Reads will adjust runningbufspace, but will not block based on it.
448  *      The read load has a side effect of reducing the allowed write load.
449  *
450  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
451  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
452  *      caller's write has reached the device.
453  */
454 void
455 waitrunningbufspace(void)
456 {
457
458         mtx_lock(&rbreqlock);
459         while (runningbufspace > hirunningspace) {
460                 ++runningbufreq;
461                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
462         }
463         mtx_unlock(&rbreqlock);
464 }
465
466
467 /*
468  *      vfs_buf_test_cache:
469  *
470  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
471  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
472  *      valid data.
473  */
474 static __inline
475 void
476 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
477                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
478                   vm_page_t m)
479 {
480
481         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
482         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
483                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
484                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
485                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
486         }
487 }
488
489 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
490 static __inline
491 void
492 bd_wakeup(int dirtybuflevel)
493 {
494
495         mtx_lock(&bdlock);
496         if (bd_request == 0 && numdirtybuffers >= dirtybuflevel) {
497                 bd_request = 1;
498                 wakeup(&bd_request);
499         }
500         mtx_unlock(&bdlock);
501 }
502
503 /*
504  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
505  */
506
507 void
508 bd_speedup(void)
509 {
510         int needwake;
511
512         mtx_lock(&bdlock);
513         needwake = 0;
514         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
515                 needwake = 1;
516         bd_speedupreq = 1;
517         bd_request = 1;
518         if (needwake)
519                 wakeup(&bd_request);
520         mtx_unlock(&bdlock);
521 }
522
523 #ifdef __i386__
524 #define TRANSIENT_DENOM 5
525 #else
526 #define TRANSIENT_DENOM 10
527 #endif
528
529 /*
530  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
531  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
532  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
533  * being reserved at this time.
534  */
535 caddr_t
536 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
537 {
538         int tuned_nbuf;
539         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
540
541         /*
542          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
543          * PAGE_SIZE is >= 1K)
544          */
545         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
546
547         /*
548          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
549          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
550          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
551          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
552          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
553          * maxbcache bytes.
554          *
555          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
556          */
557         if (nbuf == 0) {
558                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
559
560                 nbuf = 50;
561                 if (physmem_est > 4096)
562                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
563                             65536 / factor);
564                 if (physmem_est > 65536)
565                         nbuf += (physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5);
566
567                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
568                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
569                 tuned_nbuf = 1;
570         } else
571                 tuned_nbuf = 0;
572
573         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
574         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
575         if (nbuf > maxbuf) {
576                 if (!tuned_nbuf)
577                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
578                             maxbuf);
579                 nbuf = maxbuf;
580         }
581
582         /*
583          * Ideal allocation size for the transient bio submap if 10%
584          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
585          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
586          *
587          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
588          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
589          * maximum buffer map extent on the platform.
590          *
591          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
592          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
593          * with ample KVA space.
594          */
595         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
596                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
597                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
598                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
599                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
600                         /*
601                          * There is more KVA than memory.  Do not
602                          * adjust buffer map size, and assign the rest
603                          * of maxbuf to transient map.
604                          */
605                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
606                 } else {
607                         /*
608                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
609                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
610                          * the buffer map to the transient bio map.
611                          */
612                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
613                         buf_sz -= biotmap_sz;
614                 }
615                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
616                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
617                 else
618                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
619                 /*
620                  * Artifically limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
621                  * using the transient mapping.
622                  */
623                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
624                         bio_transient_maxcnt = 1024;
625                 if (tuned_nbuf)
626                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
627         }
628
629         /*
630          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
631          * We have no less then 16 and no more then 256.
632          */
633         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
634 #ifdef NSWBUF_MIN
635         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
636                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
637 #endif
638 #ifdef DIRECTIO
639         ffs_rawread_setup();
640 #endif
641
642         /*
643          * Reserve space for the buffer cache buffers
644          */
645         swbuf = (void *)v;
646         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
647         buf = (void *)v;
648         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
649
650         return(v);
651 }
652
653 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
654 void
655 bufinit(void)
656 {
657         struct buf *bp;
658         int i;
659
660         mtx_init(&bqlock, "buf queue lock", NULL, MTX_DEF);
661         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
662         mtx_init(&nblock, "needsbuffer lock", NULL, MTX_DEF);
663         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
664
665         /* next, make a null set of free lists */
666         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
667                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
668
669         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
670         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
671                 bp = &buf[i];
672                 bzero(bp, sizeof *bp);
673                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
674                 bp->b_rcred = NOCRED;
675                 bp->b_wcred = NOCRED;
676                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
677                 bp->b_vflags = BV_INFREECNT;    /* buf is counted as free */
678                 bp->b_xflags = 0;
679                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
680                 BUF_LOCKINIT(bp);
681                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
682 #ifdef INVARIANTS
683                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
684 #endif
685         }
686
687         /*
688          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
689          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
690          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
691          * used by most other processes.  The differential is required to 
692          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
693          * be blocked waiting for buffer space.
694          *
695          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
696          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
697          * by the system.
698          */
699         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
700         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
701         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
702
703         /*
704          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
705          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
706          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
707          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
708          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
709          * hirunningspace.
710          */
711         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBSIZE),
712             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
713         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBSIZE);
714
715 /*
716  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
717  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
718  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
719  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
720  * (small) directories.
721  */
722         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
723
724 /*
725  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
726  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
727  */
728         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
729         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
730         numdirtybuffers = 0;
731 /*
732  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
733  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
734  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
735  * BKVASIZE'd buffers.
736  */
737         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
738                 hidirtybuffers >>= 1;
739         }
740         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
741
742 /*
743  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
744  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
745  * emergency reserve.
746  */
747         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
748         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
749         numfreebuffers = nbuf;
750
751         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
752             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
753         unmapped_buf = (caddr_t)kmem_alloc_nofault(kernel_map, MAXPHYS);
754 }
755
756 #ifdef INVARIANTS
757 static inline void
758 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
759 {
760
761         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0,
762             ("mapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
763         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
764             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
765         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
766             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
767 }
768
769 static inline void
770 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
771 {
772
773         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == B_UNMAPPED,
774             ("unmapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
775         KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf,
776             ("unmapped buf: corrupted b_kvabase %p", bp));
777         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
778             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
779 }
780
781 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
782 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
783 #else
784 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
785 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
786 #endif
787
788 static void
789 bpmap_qenter(struct buf *bp)
790 {
791
792         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
793
794         /*
795          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
796          * bp->b_offset may be offset into the first page.
797          */
798         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
799         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
800         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
801             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
802 }
803
804 /*
805  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
806  *
807  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
808  */
809 static void
810 bfreekva(struct buf *bp)
811 {
812
813         if (bp->b_kvasize == 0)
814                 return;
815
816         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
817         atomic_subtract_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
818         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
819                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
820                 vm_map_remove(buffer_map, (vm_offset_t)bp->b_kvabase,
821                     (vm_offset_t)bp->b_kvabase + bp->b_kvasize);
822         } else {
823                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
824                 if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
825                         vm_map_remove(buffer_map, (vm_offset_t)bp->b_kvaalloc,
826                             (vm_offset_t)bp->b_kvaalloc + bp->b_kvasize);
827                 }
828                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
829                 bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
830         }
831         bp->b_kvasize = 0;
832         bufspacewakeup();
833 }
834
835 /*
836  *      bremfree:
837  *
838  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list in brelse.
839  *      
840  */
841 void
842 bremfree(struct buf *bp)
843 {
844         int old;
845
846         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
847         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
848             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
849         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
850             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
851         BUF_ASSERT_HELD(bp);
852
853         bp->b_flags |= B_REMFREE;
854         /* Fixup numfreebuffers count.  */
855         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
856                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0,
857                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
858                 if (bp->b_bufobj != NULL)
859                         mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
860                 bp->b_vflags &= ~BV_INFREECNT;
861                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
862                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
863         }
864 }
865
866 /*
867  *      bremfreef:
868  *
869  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
870  *      it abuses the b_freelist pointer.
871  */
872 void
873 bremfreef(struct buf *bp)
874 {
875         mtx_lock(&bqlock);
876         bremfreel(bp);
877         mtx_unlock(&bqlock);
878 }
879
880 /*
881  *      bremfreel:
882  *
883  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
884  *      bqlock held.
885  */
886 static void
887 bremfreel(struct buf *bp)
888 {
889         int old;
890
891         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
892             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
893         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
894             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
895         BUF_ASSERT_HELD(bp);
896         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
897
898         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
899 #ifdef INVARIANTS
900         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
901             bp->b_qindex));
902         bq_len[bp->b_qindex]--;
903 #endif
904         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
905         /*
906          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
907          * from the queue and return the stats are already done.
908          */
909         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
910                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
911                 return;
912         }
913         /*
914          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
915          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
916          * numfreebuffers.
917          */
918         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
919                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0,
920                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
921                 if (bp->b_bufobj != NULL)
922                         mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
923                 bp->b_vflags &= ~BV_INFREECNT;
924                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
925                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
926         }
927 }
928
929 /*
930  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
931  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
932  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
933  */
934 void
935 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
936     int cnt, struct ucred * cred)
937 {
938         struct buf *rabp;
939         int i;
940
941         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
942                 if (inmem(vp, *rablkno))
943                         continue;
944                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
945
946                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
947                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
948                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
949                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
950                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
951                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
952                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
953                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
954                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
955                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
956                         BUF_KERNPROC(rabp);
957                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
958                         bstrategy(rabp);
959                 } else {
960                         brelse(rabp);
961                 }
962         }
963 }
964
965 /*
966  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
967  *
968  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
969  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
970  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
971  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
972  */
973 int
974 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
975     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
976 {
977         struct buf *bp;
978         int rv = 0, readwait = 0;
979
980         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
981         /*
982          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
983          */
984         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
985         if (bp == NULL)
986                 return (EBUSY);
987
988         /* if not found in cache, do some I/O */
989         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
990                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
991                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
992                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
993                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
994                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
995                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
996                         bp->b_rcred = crhold(cred);
997                 vfs_busy_pages(bp, 0);
998                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
999                 bstrategy(bp);
1000                 ++readwait;
1001         }
1002
1003         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
1004
1005         if (readwait) {
1006                 rv = bufwait(bp);
1007         }
1008         return (rv);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1013  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1014  * is invalid.
1015  *
1016  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1017  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1018  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1019  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1020  * here.
1021  */
1022 int
1023 bufwrite(struct buf *bp)
1024 {
1025         int oldflags;
1026         struct vnode *vp;
1027         int vp_md;
1028
1029         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1030         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1031                 brelse(bp);
1032                 return (0);
1033         }
1034
1035         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1036                 barrierwrites++;
1037
1038         oldflags = bp->b_flags;
1039
1040         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1041
1042         if (bp->b_pin_count > 0)
1043                 bunpin_wait(bp);
1044
1045         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1046             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1047
1048         vp = bp->b_vp;
1049         if (vp)
1050                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1051         else
1052                 vp_md = 0;
1053
1054         /*
1055          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1056          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1057          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1058          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1059          */
1060         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1061         bundirty(bp);
1062
1063         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1064         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1065         bp->b_flags |= B_CACHE;
1066         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1067
1068         vfs_busy_pages(bp, 1);
1069
1070         /*
1071          * Normal bwrites pipeline writes
1072          */
1073         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1074         atomic_add_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1075
1076         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1077                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1078         if (oldflags & B_ASYNC)
1079                 BUF_KERNPROC(bp);
1080         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1081         bstrategy(bp);
1082
1083         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1084                 int rtval = bufwait(bp);
1085                 brelse(bp);
1086                 return (rtval);
1087         } else {
1088                 /*
1089                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1090                  * system.  We will not deadlock here because
1091                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
1092                  * to complete. We do not block here if it is the update
1093                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
1094                  * to deadlock.
1095                  */
1096                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
1097                         waitrunningbufspace();
1098         }
1099
1100         return (0);
1101 }
1102
1103 void
1104 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
1105 {
1106         struct buf *nbp;
1107
1108         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
1109                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
1110                 altbufferflushes++;
1111         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
1112                 BO_LOCK(bo);
1113                 /*
1114                  * Try to find a buffer to flush.
1115                  */
1116                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
1117                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
1118                             BUF_LOCK(nbp,
1119                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
1120                                 continue;
1121                         if (bp == nbp)
1122                                 panic("bdwrite: found ourselves");
1123                         BO_UNLOCK(bo);
1124                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
1125                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
1126                                 BO_LOCK(bo);
1127                                 BUF_UNLOCK(nbp);
1128                                 continue;
1129                         }
1130                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
1131                                 vfs_bio_awrite(nbp);
1132                         } else {
1133                                 bremfree(nbp);
1134                                 bawrite(nbp);
1135                         }
1136                         dirtybufferflushes++;
1137                         break;
1138                 }
1139                 if (nbp == NULL)
1140                         BO_UNLOCK(bo);
1141         }
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1146  * anything if the buffer is marked invalid.
1147  *
1148  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1149  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1150  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1151  * out synchronously.
1152  */
1153 void
1154 bdwrite(struct buf *bp)
1155 {
1156         struct thread *td = curthread;
1157         struct vnode *vp;
1158         struct bufobj *bo;
1159
1160         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1161         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1162         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
1163             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
1164         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1165
1166         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1167                 brelse(bp);
1168                 return;
1169         }
1170
1171         /*
1172          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1173          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1174          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1175          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1176          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1177          */
1178         vp = bp->b_vp;
1179         bo = bp->b_bufobj;
1180         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1181                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1182                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1183                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1184         } else
1185                 recursiveflushes++;
1186
1187         bdirty(bp);
1188         /*
1189          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1190          * true even of NFS now.
1191          */
1192         bp->b_flags |= B_CACHE;
1193
1194         /*
1195          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1196          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1197          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1198          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1199          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1200          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1201          * the bmap then...  So, this is important to do.
1202          */
1203         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1204                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1205         }
1206
1207         /*
1208          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1209          * pages.
1210          *
1211          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1212          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1213          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1214          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1215          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1216          * or perhaps the cluster will be completed.
1217          */
1218         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1219         bqrelse(bp);
1220
1221         /*
1222          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have a lot of dirty
1223          * buffers (midpoint between our recovery point and our stall
1224          * point).
1225          */
1226         bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1227
1228         /*
1229          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1230          * due to the softdep code.
1231          */
1232 }
1233
1234 /*
1235  *      bdirty:
1236  *
1237  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1238  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1239  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1240  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1241  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1242  *
1243  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1244  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1245  *      should only be called if the buffer is known-good.
1246  *
1247  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1248  *      count.
1249  *
1250  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1251  */
1252 void
1253 bdirty(struct buf *bp)
1254 {
1255
1256         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1257             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1258         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1259         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1260             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1261         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1262         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1263         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1264
1265         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1266                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1267                 reassignbuf(bp);
1268                 atomic_add_int(&numdirtybuffers, 1);
1269                 bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1270         }
1271 }
1272
1273 /*
1274  *      bundirty:
1275  *
1276  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1277  *
1278  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1279  *      count.
1280  *      
1281  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1282  */
1283
1284 void
1285 bundirty(struct buf *bp)
1286 {
1287
1288         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1289         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1290         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1291             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1292         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1293
1294         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1295                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1296                 reassignbuf(bp);
1297                 atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1298                 numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1299         }
1300         /*
1301          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1302          */
1303         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1304 }
1305
1306 /*
1307  *      bawrite:
1308  *
1309  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1310  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1311  *
1312  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1313  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1314  */
1315 void
1316 bawrite(struct buf *bp)
1317 {
1318
1319         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1320         (void) bwrite(bp);
1321 }
1322
1323 /*
1324  *      babarrierwrite:
1325  *
1326  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
1327  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
1328  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
1329  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1330  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1331  */
1332 void
1333 babarrierwrite(struct buf *bp)
1334 {
1335
1336         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
1337         (void) bwrite(bp);
1338 }
1339
1340 /*
1341  *      bbarrierwrite:
1342  *
1343  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
1344  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
1345  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
1346  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1347  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1348  */
1349 int
1350 bbarrierwrite(struct buf *bp)
1351 {
1352
1353         bp->b_flags |= B_BARRIER;
1354         return (bwrite(bp));
1355 }
1356
1357 /*
1358  *      bwillwrite:
1359  *
1360  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1361  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1362  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1363  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1364  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1365  */
1366
1367 void
1368 bwillwrite(void)
1369 {
1370
1371         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1372                 mtx_lock(&nblock);
1373                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1374                         bd_wakeup(1);
1375                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
1376                         msleep(&needsbuffer, &nblock,
1377                             (PRIBIO + 4), "flswai", 0);
1378                 }
1379                 mtx_unlock(&nblock);
1380         }
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Return true if we have too many dirty buffers.
1385  */
1386 int
1387 buf_dirty_count_severe(void)
1388 {
1389
1390         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1391 }
1392
1393 static __noinline int
1394 buf_vm_page_count_severe(void)
1395 {
1396
1397         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, buf_pressure, return 1);
1398
1399         return vm_page_count_severe();
1400 }
1401
1402 /*
1403  *      brelse:
1404  *
1405  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1406  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1407  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1408  */
1409 void
1410 brelse(struct buf *bp)
1411 {
1412         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1413             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1414         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1415             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1416
1417         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1418                 /*
1419                  * Do not process, in particular, do not handle the
1420                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
1421                  */
1422                 BUF_UNLOCK(bp);
1423                 return;
1424         }
1425
1426         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1427                 bqrelse(bp);
1428                 return;
1429         }
1430
1431         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1432             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1433                 /*
1434                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1435                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1436                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1437                  * is futile.
1438                  */
1439                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1440                 bdirty(bp);
1441         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1442             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1443                 /*
1444                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1445                  * cache the buffer.
1446                  */
1447                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1448                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1449                         buf_deallocate(bp);
1450                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1451                         atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1452                         numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1453                 }
1454                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1455                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1456                         if (bp->b_bufsize)
1457                                 allocbuf(bp, 0);
1458                         if (bp->b_vp)
1459                                 brelvp(bp);
1460                 }
1461         }
1462
1463         /*
1464          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1465          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1466          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1467          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1468          * 
1469          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1470          * if B_DELWRI is set.
1471          *
1472          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1473          * on pages to return pages to the VM page queues.
1474          */
1475         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1476                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1477         else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1478                 /*
1479                  * The locking of the BO_LOCK is not necessary since
1480                  * BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1481                  * lock, it can only be cleared if it is already
1482                  * pending.
1483                  */
1484                 if (bp->b_vp) {
1485                         if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1486                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
1487                 } else
1488                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1489         }
1490
1491         /*
1492          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1493          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1494          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1495          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1496          *
1497          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1498          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1499          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1500          *
1501          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1502          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1503          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1504          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1505          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1506          * background write.
1507          */
1508         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1509             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1510                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1511                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1512                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1513             ) {
1514
1515                 int i, j, resid;
1516                 vm_page_t m;
1517                 off_t foff;
1518                 vm_pindex_t poff;
1519                 vm_object_t obj;
1520
1521                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1522
1523                 /*
1524                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1525                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1526                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1527                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1528                  *
1529                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1530                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1531                  * m->dirty, etc...). 
1532                  *
1533                  * See man buf(9) for more information
1534                  */
1535                 resid = bp->b_bufsize;
1536                 foff = bp->b_offset;
1537                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1538                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1539                         int had_bogus = 0;
1540
1541                         m = bp->b_pages[i];
1542
1543                         /*
1544                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1545                          * now.
1546                          */
1547                         if (m == bogus_page) {
1548                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1549                                 had_bogus = 1;
1550
1551                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1552                                         vm_page_t mtmp;
1553                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1554                                         if (mtmp == bogus_page) {
1555                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1556                                                 if (!mtmp) {
1557                                                         panic("brelse: page missing\n");
1558                                                 }
1559                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1560                                         }
1561                                 }
1562
1563                                 if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_UNMAPPED)) == 0) {
1564                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1565                                         pmap_qenter(
1566                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1567                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1568                                 }
1569                                 m = bp->b_pages[i];
1570                         }
1571                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1572                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR &&
1573                              bp->b_iocmd == BIO_READ)) {
1574                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1575                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1576                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1577
1578                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1579                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1580                                 if (had_bogus)
1581                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1582                         }
1583                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1584                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1585                 }
1586                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1587                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1588                         vfs_vmio_release(bp);
1589
1590         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1591
1592                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1593                         vfs_vmio_release(bp);
1594                 }
1595
1596         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1597                 if (bp->b_bufsize != 0)
1598                         allocbuf(bp, 0);
1599                 if (bp->b_vp != NULL)
1600                         brelvp(bp);
1601         }
1602                         
1603         /* enqueue */
1604         mtx_lock(&bqlock);
1605         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1606         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1607                 struct bufobj *bo;
1608
1609                 bo = bp->b_bufobj;
1610                 if (bo != NULL)
1611                         BO_LOCK(bo);
1612                 bremfreel(bp);
1613                 if (bo != NULL)
1614                         BO_UNLOCK(bo);
1615         }
1616         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1617                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1618
1619         /*
1620          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1621          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1622          * doesn't find it.
1623          */
1624         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1625             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1626                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1627         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1628                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1629                         bundirty(bp);
1630                 if (bp->b_vp)
1631                         brelvp(bp);
1632         }
1633
1634         /* buffers with no memory */
1635         if (bp->b_bufsize == 0) {
1636                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1637                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1638                         panic("losing buffer 1");
1639                 if (bp->b_kvasize) {
1640                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1641                 } else {
1642                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1643                 }
1644                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1645         /* buffers with junk contents */
1646         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1647             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1648                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1649                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1650                         panic("losing buffer 2");
1651                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1652                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1653         /* remaining buffers */
1654         } else {
1655                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1656                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1657                 else
1658                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1659                 if (bp->b_flags & B_AGE) {
1660                         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp,
1661                             b_freelist);
1662                 } else {
1663                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp,
1664                             b_freelist);
1665                 }
1666         }
1667 #ifdef INVARIANTS
1668         bq_len[bp->b_qindex]++;
1669 #endif
1670         mtx_unlock(&bqlock);
1671
1672         /*
1673          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1674          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1675          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1676          * if B_INVAL is set ).
1677          */
1678
1679         if (!(bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1680                 struct bufobj *bo;
1681
1682                 bo = bp->b_bufobj;
1683                 if (bo != NULL)
1684                         BO_LOCK(bo);
1685                 bufcountwakeup(bp);
1686                 if (bo != NULL)
1687                         BO_UNLOCK(bo);
1688         }
1689
1690         /*
1691          * Something we can maybe free or reuse
1692          */
1693         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1694                 bufspacewakeup();
1695
1696         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1697         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1698                 panic("brelse: not dirty");
1699         /* unlock */
1700         BUF_UNLOCK(bp);
1701 }
1702
1703 /*
1704  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1705  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1706  *
1707  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1708  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1709  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1710  * again soon.
1711  *
1712  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1713  */
1714 void
1715 bqrelse(struct buf *bp)
1716 {
1717         struct bufobj *bo;
1718
1719         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1720         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1721             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1722
1723         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1724                 /* do not release to free list */
1725                 BUF_UNLOCK(bp);
1726                 return;
1727         }
1728
1729         bo = bp->b_bufobj;
1730         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1731                 if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1732                         mtx_lock(&bqlock);
1733                         if (bo != NULL)
1734                                 BO_LOCK(bo);
1735                         bremfreel(bp);
1736                         if (bo != NULL)
1737                                 BO_UNLOCK(bo);
1738                         mtx_unlock(&bqlock);
1739                 }
1740                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1741                 BUF_UNLOCK(bp);
1742                 return;
1743         }
1744
1745         mtx_lock(&bqlock);
1746         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1747         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1748                 if (bo != NULL)
1749                         BO_LOCK(bo);
1750                 bremfreel(bp);
1751                 if (bo != NULL)
1752                         BO_UNLOCK(bo);
1753         }
1754         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1755                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1756         /* buffers with stale but valid contents */
1757         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1758                 bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1759                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1760 #ifdef INVARIANTS
1761                 bq_len[bp->b_qindex]++;
1762 #endif
1763         } else {
1764                 /*
1765                  * The locking of the BO_LOCK for checking of the
1766                  * BV_BKGRDINPROG is not necessary since the
1767                  * BV_BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1768                  * lock, it can only be cleared if it is already
1769                  * pending.
1770                  */
1771                 if (!buf_vm_page_count_severe() || (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)) {
1772                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1773                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp,
1774                             b_freelist);
1775 #ifdef INVARIANTS
1776                         bq_len[QUEUE_CLEAN]++;
1777 #endif
1778                 } else {
1779                         /*
1780                          * We are too low on memory, we have to try to free
1781                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1782                          * making up its backing store) *now*.
1783                          */
1784                         mtx_unlock(&bqlock);
1785                         brelse(bp);
1786                         return;
1787                 }
1788         }
1789         mtx_unlock(&bqlock);
1790
1791         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1792                 if (bo != NULL)
1793                         BO_LOCK(bo);
1794                 bufcountwakeup(bp);
1795                 if (bo != NULL)
1796                         BO_UNLOCK(bo);
1797         }
1798
1799         /*
1800          * Something we can maybe free or reuse.
1801          */
1802         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1803                 bufspacewakeup();
1804
1805         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1806         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1807                 panic("bqrelse: not dirty");
1808         /* unlock */
1809         BUF_UNLOCK(bp);
1810 }
1811
1812 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1813 static void
1814 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1815 {
1816         int i;
1817         vm_page_t m;
1818
1819         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
1820                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1821                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
1822         } else
1823                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1824         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1825         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1826                 m = bp->b_pages[i];
1827                 bp->b_pages[i] = NULL;
1828                 /*
1829                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1830                  * everything on the inactive queue.
1831                  */
1832                 vm_page_lock(m);
1833                 vm_page_unwire(m, 0);
1834                 /*
1835                  * We don't mess with busy pages, it is
1836                  * the responsibility of the process that
1837                  * busied the pages to deal with them.
1838                  */
1839                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 && m->busy == 0 &&
1840                     m->wire_count == 0) {
1841                         /*
1842                          * Might as well free the page if we can and it has
1843                          * no valid data.  We also free the page if the
1844                          * buffer was used for direct I/O
1845                          */
1846                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid) {
1847                                 vm_page_free(m);
1848                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1849                                 vm_page_try_to_free(m);
1850                         } else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1851                                 vm_page_try_to_cache(m);
1852                         }
1853                 }
1854                 vm_page_unlock(m);
1855         }
1856         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1857         
1858         if (bp->b_bufsize) {
1859                 bufspacewakeup();
1860                 bp->b_bufsize = 0;
1861         }
1862         bp->b_npages = 0;
1863         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1864         if (bp->b_vp)
1865                 brelvp(bp);
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1870  * write.
1871  */
1872 static int
1873 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1874 {
1875         struct buf *bpa;
1876         int match;
1877
1878         match = 0;
1879
1880         /* If the buf isn't in core skip it */
1881         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1882                 return (0);
1883
1884         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1885         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1886                 return (0);
1887
1888         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1889         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1890             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1891                 goto done;
1892
1893         if (bpa->b_bufsize != size)
1894                 goto done;
1895
1896         /*
1897          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1898          * block has been mapped.
1899          */
1900         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1901                 match = 1;
1902 done:
1903         BUF_UNLOCK(bpa);
1904         return (match);
1905 }
1906
1907 /*
1908  *      vfs_bio_awrite:
1909  *
1910  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1911  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1912  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1913  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1914  */
1915 int
1916 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1917 {
1918         struct bufobj *bo;
1919         int i;
1920         int j;
1921         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1922         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1923         int ncl;
1924         int nwritten;
1925         int size;
1926         int maxcl;
1927         int gbflags;
1928
1929         bo = &vp->v_bufobj;
1930         gbflags = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
1931         /*
1932          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1933          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1934          * rather then at the beginning.
1935          */
1936         if ((vp->v_type == VREG) && 
1937             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1938             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1939
1940                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1941                 maxcl = MAXPHYS / size;
1942
1943                 BO_LOCK(bo);
1944                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
1945                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
1946                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1947                                 break;
1948
1949                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
1950                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
1951                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1952                                 break;
1953                 BO_UNLOCK(bo);
1954                 --j;
1955                 ncl = i + j;
1956                 /*
1957                  * this is a possible cluster write
1958                  */
1959                 if (ncl != 1) {
1960                         BUF_UNLOCK(bp);
1961                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
1962                             gbflags);
1963                         return (nwritten);
1964                 }
1965         }
1966         bremfree(bp);
1967         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1968         /*
1969          * default (old) behavior, writing out only one block
1970          *
1971          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1972          */
1973         nwritten = bp->b_bufsize;
1974         (void) bwrite(bp);
1975
1976         return (nwritten);
1977 }
1978
1979 static void
1980 setbufkva(struct buf *bp, vm_offset_t addr, int maxsize, int gbflags)
1981 {
1982
1983         KASSERT((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
1984             bp->b_kvasize == 0, ("call bfreekva(%p)", bp));
1985         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
1986                 bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
1987         } else if ((gbflags & GB_KVAALLOC) != 0) {
1988                 KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0,
1989                     ("GB_KVAALLOC without GB_UNMAPPED"));
1990                 bp->b_kvaalloc = (caddr_t)addr;
1991                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
1992                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
1993         }
1994         bp->b_kvasize = maxsize;
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Allocate the buffer KVA and set b_kvasize. Also set b_kvabase if
1999  * needed.
2000  */
2001 static int
2002 allocbufkva(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2003 {
2004         vm_offset_t addr;
2005         int rv;
2006
2007         bfreekva(bp);
2008         addr = 0;
2009
2010         vm_map_lock(buffer_map);
2011         if (vm_map_findspace(buffer_map, vm_map_min(buffer_map), maxsize,
2012             &addr)) {
2013                 vm_map_unlock(buffer_map);
2014                 /*
2015                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2016                  * to defragment the map.
2017                  */
2018                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
2019                 return (1);
2020         }
2021         rv = vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0, addr, addr + maxsize,
2022             VM_PROT_RW, VM_PROT_RW, MAP_NOFAULT);
2023         KASSERT(rv == KERN_SUCCESS, ("vm_map_insert(buffer_map) rv %d", rv));
2024         vm_map_unlock(buffer_map);
2025         setbufkva(bp, addr, maxsize, gbflags);
2026         atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2027         return (0);
2028 }
2029
2030 /*
2031  * Ask the bufdaemon for help, or act as bufdaemon itself, when a
2032  * locked vnode is supplied.
2033  */
2034 static void
2035 getnewbuf_bufd_help(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo,
2036     int defrag)
2037 {
2038         struct thread *td;
2039         char *waitmsg;
2040         int fl, flags, norunbuf;
2041
2042         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
2043
2044         if (defrag) {
2045                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2046                 waitmsg = "nbufkv";
2047         } else if (bufspace >= hibufspace) {
2048                 waitmsg = "nbufbs";
2049                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2050         } else {
2051                 waitmsg = "newbuf";
2052                 flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2053         }
2054         mtx_lock(&nblock);
2055         needsbuffer |= flags;
2056         mtx_unlock(&nblock);
2057         mtx_unlock(&bqlock);
2058
2059         bd_speedup();   /* heeeelp */
2060         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
2061                 return;
2062
2063         td = curthread;
2064         mtx_lock(&nblock);
2065         while (needsbuffer & flags) {
2066                 if (vp != NULL && (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2067                         mtx_unlock(&nblock);
2068                         /*
2069                          * getblk() is called with a vnode locked, and
2070                          * some majority of the dirty buffers may as
2071                          * well belong to the vnode.  Flushing the
2072                          * buffers there would make a progress that
2073                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
2074                          * cannot lock the vnode.
2075                          */
2076                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2077                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2078                         /* play bufdaemon */
2079                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2080                         fl = buf_do_flush(vp);
2081                         td->td_pflags &= norunbuf;
2082                         mtx_lock(&nblock);
2083                         if (fl != 0)
2084                                 continue;
2085                         if ((needsbuffer & flags) == 0)
2086                                 break;
2087                 }
2088                 if (msleep(&needsbuffer, &nblock, (PRIBIO + 4) | slpflag,
2089                     waitmsg, slptimeo))
2090                         break;
2091         }
2092         mtx_unlock(&nblock);
2093 }
2094
2095 static void
2096 getnewbuf_reuse_bp(struct buf *bp, int qindex)
2097 {
2098
2099         CTR6(KTR_BUF, "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
2100             "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
2101              bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
2102         mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2103
2104         /*
2105          * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2106          * buffers.
2107          */
2108         KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2109             ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2110
2111         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
2112                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2113                         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
2114                         vfs_vmio_release(bp);
2115                 }
2116                 if (bp->b_vp != NULL)
2117                         brelvp(bp);
2118         }
2119
2120         /*
2121          * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still valid
2122          * after this operation.
2123          */
2124
2125         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
2126                 crfree(bp->b_rcred);
2127                 bp->b_rcred = NOCRED;
2128         }
2129         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
2130                 crfree(bp->b_wcred);
2131                 bp->b_wcred = NOCRED;
2132         }
2133         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2134                 buf_deallocate(bp);
2135         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2136                 panic("losing buffer 3");
2137         KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
2138             bp, bp->b_vp, qindex));
2139         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
2140             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
2141
2142         if (bp->b_bufsize)
2143                 allocbuf(bp, 0);
2144
2145         bp->b_flags &= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2146         bp->b_ioflags = 0;
2147         bp->b_xflags = 0;
2148         KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) == 0,
2149             ("buf %p still counted as free?", bp));
2150         bp->b_vflags = 0;
2151         bp->b_vp = NULL;
2152         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
2153         bp->b_offset = NOOFFSET;
2154         bp->b_iodone = 0;
2155         bp->b_error = 0;
2156         bp->b_resid = 0;
2157         bp->b_bcount = 0;
2158         bp->b_npages = 0;
2159         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2160         bp->b_bufobj = NULL;
2161         bp->b_pin_count = 0;
2162         bp->b_fsprivate1 = NULL;
2163         bp->b_fsprivate2 = NULL;
2164         bp->b_fsprivate3 = NULL;
2165
2166         LIST_INIT(&bp->b_dep);
2167 }
2168
2169 static int flushingbufs;
2170
2171 static struct buf *
2172 getnewbuf_scan(int maxsize, int defrag, int unmapped, int metadata)
2173 {
2174         struct buf *bp, *nbp;
2175         int nqindex, qindex, pass;
2176
2177         KASSERT(!unmapped || !defrag, ("both unmapped and defrag"));
2178
2179         pass = 1;
2180 restart:
2181         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
2182
2183         /*
2184          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
2185          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
2186          * that if we are specially marked process, we are allowed to
2187          * dip into our reserves.
2188          *
2189          * The scanning sequence is nominally: EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
2190          * for the allocation of the mapped buffer.  For unmapped, the
2191          * easiest is to start with EMPTY outright.
2192          *
2193          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
2194          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
2195          * where we cannot backup.
2196          */
2197         nbp = NULL;
2198         mtx_lock(&bqlock);
2199         if (!defrag && unmapped) {
2200                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2201                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2202         }
2203         if (nbp == NULL) {
2204                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2205                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2206         }
2207
2208         /*
2209          * If no EMPTYKVA buffers and we are either defragging or
2210          * reusing, locate a CLEAN buffer to free or reuse.  If
2211          * bufspace useage is low skip this step so we can allocate a
2212          * new buffer.
2213          */
2214         if (nbp == NULL && (defrag || bufspace >= lobufspace)) {
2215                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2216                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2217         }
2218
2219         /*
2220          * If we could not find or were not allowed to reuse a CLEAN
2221          * buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY buffer.
2222          * We can only use an EMPTY buffer if allocating its KVA would
2223          * not otherwise run us out of buffer space.  No KVA is needed
2224          * for the unmapped allocation.
2225          */
2226         if (nbp == NULL && defrag == 0 && (bufspace + maxsize < hibufspace ||
2227             metadata)) {
2228                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2229                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2230         }
2231
2232         /*
2233          * All available buffers might be clean, retry ignoring the
2234          * lobufspace as the last resort.
2235          */
2236         if (nbp == NULL && !TAILQ_EMPTY(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])) {
2237                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2238                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2239         }
2240
2241         /*
2242          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
2243          * depending.
2244          */
2245         while ((bp = nbp) != NULL) {
2246                 qindex = nqindex;
2247
2248                 /*
2249                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
2250                  * block or do other fancy things).
2251                  */
2252                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
2253                         switch (qindex) {
2254                         case QUEUE_EMPTY:
2255                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2256                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2257                                 if (nbp != NULL)
2258                                         break;
2259                                 /* FALLTHROUGH */
2260                         case QUEUE_EMPTYKVA:
2261                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2262                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2263                                 if (nbp != NULL)
2264                                         break;
2265                                 /* FALLTHROUGH */
2266                         case QUEUE_CLEAN:
2267                                 if (metadata && pass == 1) {
2268                                         pass = 2;
2269                                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
2270                                         nbp = TAILQ_FIRST(
2271                                             &bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2272                                 }
2273                                 /*
2274                                  * nbp is NULL. 
2275                                  */
2276                                 break;
2277                         }
2278                 }
2279                 /*
2280                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2281                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
2282                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
2283                  * should also be non-zero at this point.  XXX
2284                  */
2285                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
2286                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
2287                         continue;
2288                 }
2289
2290                 /*
2291                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2292                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
2293                  */
2294                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2295                         continue;
2296                 if (bp->b_vp) {
2297                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2298                         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
2299                                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2300                                 BUF_UNLOCK(bp);
2301                                 continue;
2302                         }
2303                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2304                 }
2305
2306                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
2307                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2308
2309                 if (bp->b_bufobj != NULL)
2310                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2311                 bremfreel(bp);
2312                 if (bp->b_bufobj != NULL)
2313                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2314                 mtx_unlock(&bqlock);
2315                 /*
2316                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2317                  * the scan from this point on.
2318                  */
2319
2320                 getnewbuf_reuse_bp(bp, qindex);
2321                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2322
2323                 /*
2324                  * If we are defragging then free the buffer.
2325                  */
2326                 if (defrag) {
2327                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2328                         bfreekva(bp);
2329                         brelse(bp);
2330                         defrag = 0;
2331                         goto restart;
2332                 }
2333
2334                 /*
2335                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2336                  * identity change by freeing the buffer.
2337                  */
2338                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2339                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2340                         bfreekva(bp);
2341                         brelse(bp);
2342                         goto restart;
2343                 }
2344
2345                 if (metadata)
2346                         break;
2347
2348                 /*
2349                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2350                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2351                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2352                  */
2353                 if (bufspace >= hibufspace)
2354                         flushingbufs = 1;
2355                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2356                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2357                         bfreekva(bp);
2358                         brelse(bp);
2359                         goto restart;
2360                 }
2361                 if (bufspace < lobufspace)
2362                         flushingbufs = 0;
2363                 break;
2364         }
2365         return (bp);
2366 }
2367
2368 /*
2369  *      getnewbuf:
2370  *
2371  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2372  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2373  *
2374  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
2375  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
2376  *
2377  *      We block if:
2378  *              We have insufficient buffer headers
2379  *              We have insufficient buffer space
2380  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
2381  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2382  *
2383  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
2384  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
2385  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
2386  */
2387 static struct buf *
2388 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
2389     int gbflags)
2390 {
2391         struct buf *bp;
2392         int defrag, metadata;
2393
2394         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2395             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2396         if (!unmapped_buf_allowed)
2397                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2398
2399         defrag = 0;
2400         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2401             vp->v_type == VCHR)
2402                 metadata = 1;
2403         else
2404                 metadata = 0;
2405         /*
2406          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
2407          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
2408          * low-memory situations by proactively returning memory and running
2409          * async I/O rather then sync I/O.
2410          */
2411         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2412         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
2413 restart:
2414         bp = getnewbuf_scan(maxsize, defrag, (gbflags & (GB_UNMAPPED |
2415             GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED, metadata);
2416         if (bp != NULL)
2417                 defrag = 0;
2418
2419         /*
2420          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2421          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2422          *
2423          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2424          */
2425         if (bp == NULL) {
2426                 mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
2427                 getnewbuf_bufd_help(vp, gbflags, slpflag, slptimeo, defrag);
2428                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2429         } else if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED) {
2430                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2431
2432                 bfreekva(bp);
2433                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
2434                 bp->b_kvabase = bp->b_data = unmapped_buf;
2435                 bp->b_kvasize = maxsize;
2436                 atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2437                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2438                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2439         } else {
2440                 mtx_assert(&bqlock, MA_NOTOWNED);
2441
2442                 /*
2443                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2444                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2445                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2446                  * BKVASIZE chunks.
2447                  */
2448                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2449
2450                 if (maxsize != bp->b_kvasize || (bp->b_flags & (B_UNMAPPED |
2451                     B_KVAALLOC)) == B_UNMAPPED) {
2452                         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
2453                                 defrag = 1;
2454                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2455                                 brelse(bp);
2456                                 goto restart;
2457                         }
2458                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2459                 } else if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0 &&
2460                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == 0) {
2461                         /*
2462                          * If the reused buffer has KVA allocated,
2463                          * reassign b_kvaalloc to b_kvabase.
2464                          */
2465                         bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
2466                         bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
2467                         atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace,
2468                             bp->b_kvasize);
2469                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2470                 } else if ((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
2471                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == (GB_UNMAPPED |
2472                     GB_KVAALLOC)) {
2473                         /*
2474                          * The case of reused buffer already have KVA
2475                          * mapped, but the request is for unmapped
2476                          * buffer with KVA allocated.
2477                          */
2478                         bp->b_kvaalloc = bp->b_kvabase;
2479                         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2480                         bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2481                         atomic_add_long(&unmapped_bufspace,
2482                             bp->b_kvasize);
2483                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2484                 }
2485                 if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
2486                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2487                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2488                         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
2489                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2490                 }
2491         }
2492         return (bp);
2493 }
2494
2495 /*
2496  *      buf_daemon:
2497  *
2498  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2499  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2500  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2501  */
2502
2503 static struct kproc_desc buf_kp = {
2504         "bufdaemon",
2505         buf_daemon,
2506         &bufdaemonproc
2507 };
2508 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2509
2510 static int
2511 buf_do_flush(struct vnode *vp)
2512 {
2513         int flushed;
2514
2515         flushed = flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 0);
2516         if (flushed == 0) {
2517                 /*
2518                  * Could not find any buffers without rollback
2519                  * dependencies, so just write the first one
2520                  * in the hopes of eventually making progress.
2521                  */
2522                 flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 1);
2523         }
2524         return (flushed);
2525 }
2526
2527 static void
2528 buf_daemon()
2529 {
2530         int lodirtysave;
2531
2532         /*
2533          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2534          */
2535         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2536             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2537
2538         /*
2539          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2540          */
2541         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2542         mtx_lock(&bdlock);
2543         for (;;) {
2544                 bd_request = 0;
2545                 mtx_unlock(&bdlock);
2546
2547                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2548                 lodirtysave = lodirtybuffers;
2549                 if (bd_speedupreq) {
2550                         lodirtybuffers = numdirtybuffers / 2;
2551                         bd_speedupreq = 0;
2552                 }
2553                 /*
2554                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2555                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2556                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2557                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2558                  */
2559                 while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
2560                         if (buf_do_flush(NULL) == 0)
2561                                 break;
2562                         kern_yield(PRI_USER);
2563                 }
2564                 lodirtybuffers = lodirtysave;
2565
2566                 /*
2567                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2568                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2569                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2570                  * built up, within reason.
2571                  *
2572                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2573                  * find any flushable buffers, we sleep half a second.
2574                  * Otherwise we loop immediately.
2575                  */
2576                 mtx_lock(&bdlock);
2577                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2578                         /*
2579                          * We reached our low water mark, reset the
2580                          * request and sleep until we are needed again.
2581                          * The sleep is just so the suspend code works.
2582                          */
2583                         bd_request = 0;
2584                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2585                 } else {
2586                         /*
2587                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2588                          * still have too many dirty buffers, we
2589                          * have to sleep and try again.  (rare)
2590                          */
2591                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2592                 }
2593         }
2594 }
2595
2596 /*
2597  *      flushbufqueues:
2598  *
2599  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2600  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2601  *      particularly sensitive to.
2602  */
2603 static int flushwithdeps = 0;
2604 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2605     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2606
2607 static int
2608 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int queue, int flushdeps)
2609 {
2610         struct buf *sentinel;
2611         struct vnode *vp;
2612         struct mount *mp;
2613         struct buf *bp;
2614         int hasdeps;
2615         int flushed;
2616         int target;
2617
2618         if (lvp == NULL) {
2619                 target = numdirtybuffers - lodirtybuffers;
2620                 if (flushdeps && target > 2)
2621                         target /= 2;
2622         } else
2623                 target = flushbufqtarget;
2624         flushed = 0;
2625         bp = NULL;
2626         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2627         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2628         mtx_lock(&bqlock);
2629         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2630         while (flushed != target) {
2631                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2632                 if (bp != NULL) {
2633                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2634                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2635                             b_freelist);
2636                 } else
2637                         break;
2638                 /*
2639                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2640                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2641                  */
2642                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL)
2643                         continue;
2644                 /*
2645                  * Only flush the buffers that belong to the
2646                  * vnode locked by the curthread.
2647                  */
2648                 if (lvp != NULL && bp->b_vp != lvp)
2649                         continue;
2650                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2651                         continue;
2652                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2653                         BUF_UNLOCK(bp);
2654                         continue;
2655                 }
2656                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2657                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2658                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2659                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2660                         BUF_UNLOCK(bp);
2661                         continue;
2662                 }
2663                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2664                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2665                         bremfreel(bp);
2666                         mtx_unlock(&bqlock);
2667                         brelse(bp);
2668                         flushed++;
2669                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2670                         mtx_lock(&bqlock);
2671                         continue;
2672                 }
2673
2674                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2675                         if (flushdeps == 0) {
2676                                 BUF_UNLOCK(bp);
2677                                 continue;
2678                         }
2679                         hasdeps = 1;
2680                 } else
2681                         hasdeps = 0;
2682                 /*
2683                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2684                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2685                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2686                  * system.
2687                  *
2688                  * The lock order here is the reverse of the normal
2689                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2690                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2691                  */
2692                 vp = bp->b_vp;
2693                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2694                         BUF_UNLOCK(bp);
2695                         continue;
2696                 }
2697                 if (vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT | LK_CANRECURSE) == 0) {
2698                         mtx_unlock(&bqlock);
2699                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2700                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2701                         if (curproc == bufdaemonproc)
2702                                 vfs_bio_awrite(bp);
2703                         else {
2704                                 bremfree(bp);
2705                                 bwrite(bp);
2706                                 notbufdflashes++;
2707                         }
2708                         vn_finished_write(mp);
2709                         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2710                         flushwithdeps += hasdeps;
2711                         flushed++;
2712
2713                         /*
2714                          * Sleeping on runningbufspace while holding
2715                          * vnode lock leads to deadlock.
2716                          */
2717                         if (curproc == bufdaemonproc)
2718                                 waitrunningbufspace();
2719                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2720                         mtx_lock(&bqlock);
2721                         continue;
2722                 }
2723                 vn_finished_write(mp);
2724                 BUF_UNLOCK(bp);
2725         }
2726         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2727         mtx_unlock(&bqlock);
2728         free(sentinel, M_TEMP);
2729         return (flushed);
2730 }
2731
2732 /*
2733  * Check to see if a block is currently memory resident.
2734  */
2735 struct buf *
2736 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2737 {
2738         struct buf *bp;
2739
2740         BO_LOCK(bo);
2741         bp = gbincore(bo, blkno);
2742         BO_UNLOCK(bo);
2743         return (bp);
2744 }
2745
2746 /*
2747  * Returns true if no I/O is needed to access the
2748  * associated VM object.  This is like incore except
2749  * it also hunts around in the VM system for the data.
2750  */
2751
2752 static int
2753 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2754 {
2755         vm_object_t obj;
2756         vm_offset_t toff, tinc, size;
2757         vm_page_t m;
2758         vm_ooffset_t off;
2759
2760         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2761
2762         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2763                 return 1;
2764         if (vp->v_mount == NULL)
2765                 return 0;
2766         obj = vp->v_object;
2767         if (obj == NULL)
2768                 return (0);
2769
2770         size = PAGE_SIZE;
2771         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2772                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2773         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2774
2775         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2776         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2777                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2778                 if (!m)
2779                         goto notinmem;
2780                 tinc = size;
2781                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2782                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2783                 if (vm_page_is_valid(m,
2784                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2785                         goto notinmem;
2786         }
2787         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2788         return 1;
2789
2790 notinmem:
2791         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2792         return (0);
2793 }
2794
2795 /*
2796  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2797  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
2798  * to the size of the buffer.
2799  *
2800  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2801  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2802  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2803  *
2804  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2805  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2806  */
2807 static void
2808 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
2809 {
2810         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
2811         vm_page_t m;
2812         int i;
2813
2814         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2815                 return;
2816
2817         foff = bp->b_offset;
2818         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2819             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
2820
2821         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2822         vfs_drain_busy_pages(bp);
2823         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2824         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2825                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2826                 eoff = noff;
2827                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2828                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2829                 m = bp->b_pages[i];
2830                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
2831                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2832                 foff = noff;
2833         }
2834         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2835 }
2836
2837 static void
2838 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2839 {
2840         vm_object_t object;
2841         int i;
2842
2843         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2844         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2845
2846         /*
2847          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2848          * object has been flushed yet.
2849          */
2850         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
2851                 vm_offset_t boffset;
2852                 vm_offset_t eoffset;
2853
2854                 /*
2855                  * test the pages to see if they have been modified directly
2856                  * by users through the VM system.
2857                  */
2858                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2859                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2860
2861                 /*
2862                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2863                  * (eoffset - boffset) bytes.
2864                  */
2865
2866                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2867                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2868                                 break;
2869                 }
2870                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2871
2872                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2873                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2874                                 break;
2875                         }
2876                 }
2877                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2878
2879                 /*
2880                  * Fit it to the buffer.
2881                  */
2882
2883                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2884                         eoffset = bp->b_bcount;
2885
2886                 /*
2887                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2888                  * dirty range.
2889                  */
2890
2891                 if (boffset < eoffset) {
2892                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2893                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2894                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2895                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2896                 }
2897         }
2898 }
2899
2900 /*
2901  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer. It handles the
2902  * cases of both B_UNMAPPED buffer, and buffer with the preallocated
2903  * KVA which is not mapped (B_KVAALLOC).
2904  */
2905 static void
2906 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
2907 {
2908         struct buf *scratch_bp;
2909         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
2910         off_t offset;
2911
2912         need_mapping = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 &&
2913             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
2914         need_kva = (bp->b_flags & (B_KVAALLOC | B_UNMAPPED)) == B_UNMAPPED &&
2915             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
2916         if (!need_mapping && !need_kva)
2917                 return;
2918
2919         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2920
2921         if (need_mapping && (bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
2922                 /*
2923                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
2924                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
2925                  * allocated space.
2926                  */
2927                 bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
2928                 KASSERT(bp->b_kvaalloc != 0, ("kvaalloc == 0"));
2929                 bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
2930                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2931                 goto has_addr;
2932         }
2933
2934         /*
2935          * Calculate the amount of the address space we would reserve
2936          * if the buffer was mapped.
2937          */
2938         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
2939         offset = blkno * bsize;
2940         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
2941         maxsize = imax(maxsize, bsize);
2942
2943 mapping_loop:
2944         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
2945                 /*
2946                  * Request defragmentation. getnewbuf() returns us the
2947                  * allocated space by the scratch buffer KVA.
2948                  */
2949                 scratch_bp = getnewbuf(bp->b_vp, 0, 0, size, maxsize, gbflags |
2950                     (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC));
2951                 if (scratch_bp == NULL) {
2952                         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
2953                                 /*
2954                                  * XXXKIB: defragmentation cannot
2955                                  * succeed, not sure what else to do.
2956                                  */
2957                                 panic("GB_NOWAIT_BD and B_UNMAPPED %p", bp);
2958                         }
2959                         atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
2960                         goto mapping_loop;
2961                 }
2962                 KASSERT((scratch_bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0,
2963                     ("scratch bp !B_KVAALLOC %p", scratch_bp));
2964                 setbufkva(bp, (vm_offset_t)scratch_bp->b_kvaalloc,
2965                     scratch_bp->b_kvasize, gbflags);
2966
2967                 /* Get rid of the scratch buffer. */
2968                 scratch_bp->b_kvasize = 0;
2969                 scratch_bp->b_flags |= B_INVAL;
2970                 scratch_bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
2971                 brelse(scratch_bp);
2972         }
2973         if (!need_mapping)
2974                 return;
2975
2976 has_addr:
2977         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2978         bp->b_data = bp->b_saveaddr; /* b_offset is handled by bpmap_qenter */
2979         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
2980         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2981         bpmap_qenter(bp);
2982 }
2983
2984 /*
2985  *      getblk:
2986  *
2987  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2988  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
2989  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
2990  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
2991  *      READ.
2992  *
2993  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2994  *      an existing buffer.
2995  *
2996  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2997  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2998  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2999  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3000  *
3001  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3002  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3003  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3004  *      backing VM.
3005  *
3006  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3007  *      B_CACHE bit is clear.
3008  *      
3009  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3010  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3011  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3012  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3013  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3014  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3015  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3016  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
3017  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3018  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3019  */
3020 struct buf *
3021 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3022     int flags)
3023 {
3024         struct buf *bp;
3025         struct bufobj *bo;
3026         int bsize, error, maxsize, vmio;
3027         off_t offset;
3028
3029         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3030         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3031             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3032         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3033         if (size > MAXBSIZE)
3034                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
3035         if (!unmapped_buf_allowed)
3036                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3037
3038         bo = &vp->v_bufobj;
3039 loop:
3040         /*
3041          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
3042          * to completely exhaust the buffer cache.
3043          *
3044          * If this check ever becomes a bottleneck it may be better to
3045          * move it into the else, when gbincore() fails.  At the moment
3046          * it isn't a problem.
3047          */
3048         if (numfreebuffers == 0) {
3049                 if (TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3050                         return NULL;
3051                 mtx_lock(&nblock);
3052                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
3053                 mtx_unlock(&nblock);
3054         }
3055
3056         BO_LOCK(bo);
3057         bp = gbincore(bo, blkno);
3058         if (bp != NULL) {
3059                 int lockflags;
3060                 /*
3061                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3062                  * it must be on a queue.
3063                  */
3064                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3065
3066                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3067                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3068
3069                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3070                     BO_MTX(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3071
3072                 /*
3073                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3074                  * the buffer changed identities.
3075                  */
3076                 if (error == ENOLCK)
3077                         goto loop;
3078                 /* We timed out or were interrupted. */
3079                 else if (error)
3080                         return (NULL);
3081                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3082                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3083                         goto end;
3084
3085                 /*
3086                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3087                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3088                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3089                  * backing VM cache.
3090                  */
3091                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3092                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3093                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3094                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3095                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3096                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3097                 else {
3098                         BO_LOCK(bo);
3099                         bremfree(bp);
3100                         BO_UNLOCK(bo);
3101                 }
3102
3103                 /*
3104                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3105                  */
3106                 if (bp->b_bcount != size) {
3107                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3108                             (size > bp->b_kvasize)) {
3109                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3110                                         /*
3111                                          * If buffer is pinned and caller does
3112                                          * not want sleep  waiting for it to be
3113                                          * unpinned, bail out
3114                                          * */
3115                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
3116                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
3117                                                         bqrelse(bp);
3118                                                         return (NULL);
3119                                                 } else {
3120                                                         bunpin_wait(bp);
3121                                                 }
3122                                         }
3123                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3124                                         bwrite(bp);
3125                                 } else {
3126                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3127                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3128                                                 brelse(bp);
3129                                         } else {
3130                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3131                                                 bwrite(bp);
3132                                         }
3133                                 }
3134                                 goto loop;
3135                         }
3136                 }
3137
3138                 /*
3139                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3140                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3141                  * reservation is requested.
3142                  */
3143                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3144
3145                 /*
3146                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
3147                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3148                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3149                  * unchanged from its previous state.
3150                  */
3151                 if (bp->b_bcount != size)
3152                         allocbuf(bp, size);
3153
3154                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3155                     ("getblk: no buffer offset"));
3156
3157                 /*
3158                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3159                  * be committed before we can return the buffer in
3160                  * order to prevent the caller from issuing a read
3161                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3162                  * it.
3163                  *
3164                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3165                  * operate properly either because they assume they
3166                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3167                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3168                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3169                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3170                  * preventing further loops.
3171                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3172                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3173                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3174                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3175                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3176                  * after the write.
3177                  *
3178                  * We might be able to do something fancy, like setting
3179                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3180                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3181                  * confusing.  This is much easier.
3182                  */
3183
3184                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3185                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3186                         bwrite(bp);
3187                         goto loop;
3188                 }
3189                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3190         } else {
3191                 /*
3192                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3193                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3194                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3195                  */
3196                 BO_UNLOCK(bo);
3197                 /*
3198                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3199                  * here.
3200                  */
3201                 if (flags & GB_NOCREAT)
3202                         return NULL;
3203                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3204                 offset = blkno * bsize;
3205                 vmio = vp->v_object != NULL;
3206                 if (vmio) {
3207                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3208                 } else {
3209                         maxsize = size;
3210                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3211                         flags &= ~GB_UNMAPPED;
3212                 }
3213                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3214
3215                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
3216                 if (bp == NULL) {
3217                         if (slpflag || slptimeo)
3218                                 return NULL;
3219                         goto loop;
3220                 }
3221
3222                 /*
3223                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3224                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3225                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3226                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3227                  * throw away the one we just created.
3228                  *
3229                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3230                  * with the vp especially considering limitations in
3231                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3232                  * lblkno's.
3233                  */
3234                 BO_LOCK(bo);
3235                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3236                         BO_UNLOCK(bo);
3237                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3238                         brelse(bp);
3239                         goto loop;
3240                 }
3241
3242                 /*
3243                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3244                  * be found by incore.
3245                  */
3246                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3247                 bp->b_offset = offset;
3248                 bgetvp(vp, bp);
3249                 BO_UNLOCK(bo);
3250
3251                 /*
3252                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3253                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3254                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3255                  * backing store for validity.
3256                  */
3257
3258                 if (vmio) {
3259                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3260                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3261                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3262                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3263                 } else {
3264                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3265                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3266                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3267                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3268                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3269                 }
3270
3271                 allocbuf(bp, size);
3272                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3273         }
3274         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3275         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3276 end:
3277         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3278             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3279         return (bp);
3280 }
3281
3282 /*
3283  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3284  * set to B_INVAL.
3285  */
3286 struct buf *
3287 geteblk(int size, int flags)
3288 {
3289         struct buf *bp;
3290         int maxsize;
3291
3292         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3293         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
3294                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3295                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3296                         return (NULL);
3297         }
3298         allocbuf(bp, size);
3299         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3300         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3301         return (bp);
3302 }
3303
3304
3305 /*
3306  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3307  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3308  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3309  * resize a buffer up or down.
3310  *
3311  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3312  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3313  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3314  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3315  *
3316  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3317  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3318  */
3319
3320 int
3321 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3322 {
3323         int newbsize, mbsize;
3324         int i;
3325
3326         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3327
3328         if (bp->b_kvasize < size)
3329                 panic("allocbuf: buffer too small");
3330
3331         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3332                 caddr_t origbuf;
3333                 int origbufsize;
3334                 /*
3335                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3336                  * mess with B_CACHE.
3337                  */
3338                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3339                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3340                         newbsize = mbsize;
3341                 else
3342                         newbsize = round_page(size);
3343
3344                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3345                         /*
3346                          * malloced buffers are not shrunk
3347                          */
3348                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3349                                 if (newbsize) {
3350                                         bp->b_bcount = size;
3351                                 } else {
3352                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3353                                         if (bp->b_bufsize) {
3354                                                 atomic_subtract_long(
3355                                                     &bufmallocspace,
3356                                                     bp->b_bufsize);
3357                                                 bufspacewakeup();
3358                                                 bp->b_bufsize = 0;
3359                                         }
3360                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
3361                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3362                                         bp->b_bcount = 0;
3363                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3364                                 }
3365                                 return 1;
3366                         }               
3367                         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3368                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3369                         /*
3370                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3371                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3372                          * grows.
3373                          */
3374                         /*
3375                          * There is a potential smp race here that could lead
3376                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3377                          * is probably extremely rare and not worth worrying
3378                          * over.
3379                          */
3380                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3381                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3382                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3383
3384                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3385                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3386                                 bp->b_bcount = size;
3387                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3388                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
3389                                 return 1;
3390                         }
3391                         origbuf = NULL;
3392                         origbufsize = 0;
3393                         /*
3394                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
3395                          * then we revert to the page-allocation scheme.
3396                          */
3397                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3398                                 origbuf = bp->b_data;
3399                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3400                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3401                                 if (bp->b_bufsize) {
3402                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
3403                                             bp->b_bufsize);
3404                                         bufspacewakeup();
3405                                         bp->b_bufsize = 0;
3406                                 }
3407                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3408                                 newbsize = round_page(newbsize);
3409                         }
3410                         vm_hold_load_pages(
3411                             bp,
3412                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3413                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3414                         if (origbuf) {
3415                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3416                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3417                         }
3418                 }
3419         } else {
3420                 int desiredpages;
3421
3422                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3423                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3424                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3425
3426                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3427                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3428                 /*
3429                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3430                  * 0-length.
3431                  */
3432                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3433                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3434
3435                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3436                         /*
3437                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3438                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3439                          * if we have to remove any pages.
3440                          */
3441                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
3442                                 vm_page_t m;
3443
3444                                 if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3445                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3446                                         pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page(
3447                                             (vm_offset_t)bp->b_data) +
3448                                             (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3449                                             (bp->b_npages - desiredpages));
3450                                 } else
3451                                         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3452                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3453                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3454                                         /*
3455                                          * the page is not freed here -- it
3456                                          * is the responsibility of 
3457                                          * vnode_pager_setsize
3458                                          */
3459                                         m = bp->b_pages[i];
3460                                         KASSERT(m != bogus_page,
3461                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3462                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m, TRUE,
3463                                             "biodep"))
3464                                                 continue;
3465
3466                                         bp->b_pages[i] = NULL;
3467                                         vm_page_lock(m);
3468                                         vm_page_unwire(m, 0);
3469                                         vm_page_unlock(m);
3470                                 }
3471                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3472                                 bp->b_npages = desiredpages;
3473                         }
3474                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3475                         /*
3476                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3477                          * byte-granular fashion.
3478                          */
3479                         vm_object_t obj;
3480                         vm_offset_t toff;
3481                         vm_offset_t tinc;
3482
3483                         /*
3484                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3485                          * allocating them if necessary.  We must clear
3486                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3487                          * range covered by the buffer.
3488                          */
3489
3490                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3491
3492                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3493                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
3494                                 vm_page_t m;
3495
3496                                 /*
3497                                  * We must allocate system pages since blocking
3498                                  * here could interfere with paging I/O, no
3499                                  * matter which process we are.
3500                                  *
3501                                  * We can only test VPO_BUSY here.  Blocking on
3502                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3503                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3504                                  * Thus, we specify VM_ALLOC_IGN_SBUSY.
3505                                  */
3506                                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) +
3507                                     bp->b_npages, VM_ALLOC_NOBUSY |
3508                                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3509                                     VM_ALLOC_RETRY | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3510                                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
3511                                 if (m->valid == 0)
3512                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3513                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3514                                 ++bp->b_npages;
3515                         }
3516
3517                         /*
3518                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3519                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3520                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3521                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3522                          * aligned range ( newbsize ).
3523                          *
3524                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3525                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3526                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3527                          * fails with NFS if the server or some other client
3528                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3529                          * B_CACHE may remain set! XXX
3530                          */
3531
3532                         toff = bp->b_bcount;
3533                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3534
3535                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3536                                 vm_pindex_t pi;
3537
3538                                 if (tinc > (size - toff))
3539                                         tinc = size - toff;
3540
3541                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3542                                     PAGE_SHIFT;
3543
3544                                 vfs_buf_test_cache(
3545                                     bp, 
3546                                     bp->b_offset,
3547                                     toff, 
3548                                     tinc, 
3549                                     bp->b_pages[pi]
3550                                 );
3551                                 toff += tinc;
3552                                 tinc = PAGE_SIZE;
3553                         }
3554                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3555
3556                         /*
3557                          * Step 3, fixup the KVM pmap.
3558                          */
3559                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0)
3560                                 bpmap_qenter(bp);
3561                         else
3562                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3563                 }
3564         }
3565         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3566                 bufspacewakeup();
3567         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3568         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3569         return 1;
3570 }
3571
3572 extern int inflight_transient_maps;
3573
3574 void
3575 biodone(struct bio *bp)
3576 {
3577         struct mtx *mtxp;
3578         void (*done)(struct bio *);
3579         vm_offset_t start, end;
3580         int transient;
3581
3582         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3583         mtx_lock(mtxp);
3584         bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3585         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3586                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3587                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3588                 transient = 1;
3589         } else {
3590                 transient = 0;
3591                 start = end = 0;
3592         }
3593         done = bp->bio_done;
3594         if (done == NULL)
3595                 wakeup(bp);
3596         mtx_unlock(mtxp);
3597         if (done != NULL)
3598                 done(bp);
3599         if (transient) {
3600                 pmap_qremove(start, OFF_TO_IDX(end - start));
3601                 vm_map_remove(bio_transient_map, start, end);
3602                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3603         }
3604 }
3605
3606 /*
3607  * Wait for a BIO to finish.
3608  *
3609  * XXX: resort to a timeout for now.  The optimal locking (if any) for this
3610  * case is not yet clear.
3611  */
3612 int
3613 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3614 {
3615         struct mtx *mtxp;
3616
3617         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3618         mtx_lock(mtxp);
3619         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3620                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, hz / 10);
3621         mtx_unlock(mtxp);
3622         if (bp->bio_error != 0)
3623                 return (bp->bio_error);
3624         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3625                 return (0);
3626         return (EIO);
3627 }
3628
3629 void
3630 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3631 {
3632         
3633         if (error) {
3634                 bp->bio_error = error;
3635                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3636         }
3637         if (stat != NULL)
3638                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3639         biodone(bp);
3640 }
3641
3642 /*
3643  *      bufwait:
3644  *
3645  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3646  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3647  *      error and cleared.
3648  */
3649 int
3650 bufwait(struct buf *bp)
3651 {
3652         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3653                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3654         else
3655                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3656         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3657                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3658                 return (EINTR);
3659         }
3660         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3661                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3662         } else {
3663                 return (0);
3664         }
3665 }
3666
3667  /*
3668   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3669   */
3670 static void
3671 bufdonebio(struct bio *bip)
3672 {
3673         struct buf *bp;
3674
3675         bp = bip->bio_caller2;
3676         bp->b_resid = bp->b_bcount - bip->bio_completed;
3677         bp->b_resid = bip->bio_resid;   /* XXX: remove */
3678         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3679         bp->b_error = bip->bio_error;
3680         if (bp->b_error)
3681                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3682         bufdone(bp);
3683         g_destroy_bio(bip);
3684 }
3685
3686 void
3687 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3688 {
3689         struct cdevsw *csw;
3690         int ref;
3691
3692         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3693             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s) %p",
3694             devtoname(dev), dev));
3695
3696         csw = dev_refthread(dev, &ref);
3697         dev_strategy_csw(dev, csw, bp);
3698         dev_relthread(dev, ref);
3699 }
3700
3701 void
3702 dev_strategy_csw(struct cdev *dev, struct cdevsw *csw, struct buf *bp)
3703 {
3704         struct bio *bip;
3705
3706         KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ || bp->b_iocmd == BIO_WRITE,
3707             ("b_iocmd botch"));
3708         KASSERT(((dev->si_flags & SI_ETERNAL) != 0 && csw != NULL) ||
3709             dev->si_threadcount > 0,
3710             ("dev_strategy_csw threadcount cdev *(%s) %p", devtoname(dev),
3711             dev));
3712         if (csw == NULL) {
3713                 bp->b_error = ENXIO;
3714                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3715                 bufdone(bp);
3716                 return;
3717         }
3718         for (;;) {
3719                 bip = g_new_bio();
3720                 if (bip != NULL)
3721                         break;
3722                 /* Try again later */
3723                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3724         }
3725         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3726         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3727         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3728         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3729         bdata2bio(bp, bip);
3730         bip->bio_done = bufdonebio;
3731         bip->bio_caller2 = bp;
3732         bip->bio_dev = dev;
3733         (*csw->d_strategy)(bip);
3734 }
3735
3736 /*
3737  *      bufdone:
3738  *
3739  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3740  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3741  *      not allowed.
3742  *
3743  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3744  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3745  *      assuming B_INVAL is clear.
3746  *
3747  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3748  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3749  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3750  *
3751  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3752  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3753  *      in the biodone routine.
3754  */
3755 void
3756 bufdone(struct buf *bp)
3757 {
3758         struct bufobj *dropobj;
3759         void    (*biodone)(struct buf *);
3760
3761         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3762         dropobj = NULL;
3763
3764         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3765         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3766
3767         runningbufwakeup(bp);
3768         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3769                 dropobj = bp->b_bufobj;
3770         /* call optional completion function if requested */
3771         if (bp->b_iodone != NULL) {
3772                 biodone = bp->b_iodone;
3773                 bp->b_iodone = NULL;
3774                 (*biodone) (bp);
3775                 if (dropobj)
3776                         bufobj_wdrop(dropobj);
3777                 return;
3778         }
3779
3780         bufdone_finish(bp);
3781
3782         if (dropobj)
3783                 bufobj_wdrop(dropobj);
3784 }
3785
3786 void
3787 bufdone_finish(struct buf *bp)
3788 {
3789         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3790
3791         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3792                 buf_complete(bp);
3793
3794         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3795                 vm_ooffset_t foff;
3796                 vm_page_t m;
3797                 vm_object_t obj;
3798                 struct vnode *vp;
3799                 int bogus, i, iosize;
3800
3801                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3802                 KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
3803                     ("biodone_finish: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
3804                     obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
3805
3806                 vp = bp->b_vp;
3807                 KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
3808                     ("biodone_finish: vnode %p has zero hold count", vp));
3809                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3810                     ("biodone_finish: vnode %p has no vm_object", vp));
3811
3812                 foff = bp->b_offset;
3813                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3814                     ("biodone_finish: bp %p has no buffer offset", bp));
3815
3816                 /*
3817                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3818                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3819                  * routines.
3820                  */
3821                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3822                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3823                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3824                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3825                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3826                 }
3827                 bogus = 0;
3828                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3829                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3830                         int bogusflag = 0;
3831                         int resid;
3832
3833                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3834                         if (resid > iosize)
3835                                 resid = iosize;
3836
3837                         /*
3838                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3839                          */
3840                         m = bp->b_pages[i];
3841                         if (m == bogus_page) {
3842                                 bogus = bogusflag = 1;
3843                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3844                                 if (m == NULL)
3845                                         panic("biodone: page disappeared!");
3846                                 bp->b_pages[i] = m;
3847                         }
3848                         KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3849                             ("biodone_finish: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3850                             (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3851
3852                         /*
3853                          * In the write case, the valid and clean bits are
3854                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3855                          * only need to do this here in the read case.
3856                          */
3857                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3858                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3859                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3860                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3861                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3862                         }
3863
3864                         vm_page_io_finish(m);
3865                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3866                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3867                         iosize -= resid;
3868                 }
3869                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3870                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3871                 if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3872                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3873                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3874                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3875                 }
3876         }
3877
3878         /*
3879          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3880          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3881          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3882          */
3883
3884         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3885                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3886                         brelse(bp);
3887                 else
3888                         bqrelse(bp);
3889         } else
3890                 bdone(bp);
3891 }
3892
3893 /*
3894  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3895  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3896  * consistant.
3897  */
3898 void
3899 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3900 {
3901         int i;
3902         vm_object_t obj;
3903         vm_page_t m;
3904
3905         runningbufwakeup(bp);
3906         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3907                 return;
3908
3909         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3910         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3911         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3912                 m = bp->b_pages[i];
3913                 if (m == bogus_page) {
3914                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3915                         if (!m)
3916                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3917                         bp->b_pages[i] = m;
3918                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3919                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3920                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3921                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3922                         } else
3923                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3924                 }
3925                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3926                 vm_page_io_finish(m);
3927         }
3928         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3929         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3930 }
3931
3932 /*
3933  * vfs_page_set_valid:
3934  *
3935  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3936  *      range is restricted to the buffer's size.
3937  *
3938  *      This routine is typically called after a read completes.
3939  */
3940 static void
3941 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3942 {
3943         vm_ooffset_t eoff;
3944
3945         /*
3946          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
3947          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
3948          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
3949          * allocation size of the buffer.
3950          */
3951         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
3952         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3953                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3954
3955         /*
3956          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3957          * entire page.
3958          */
3959         if (eoff > off)
3960                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
3961 }
3962
3963 /*
3964  * vfs_page_set_validclean:
3965  *
3966  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
3967  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
3968  */
3969 static void
3970 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3971 {
3972         vm_ooffset_t soff, eoff;
3973
3974         /*
3975          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3976          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3977          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3978          * of the buffer.
3979          */
3980         soff = off;
3981         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3982         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3983                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3984
3985         /*
3986          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3987          * entire page.
3988          */
3989         if (eoff > soff) {
3990                 vm_page_set_validclean(
3991                     m,
3992                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3993                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3994                 );
3995         }
3996 }
3997
3998 /*
3999  * Ensure that all buffer pages are not busied by VPO_BUSY flag. If
4000  * any page is busy, drain the flag.
4001  */
4002 static void
4003 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4004 {
4005         vm_page_t m;
4006         int i, last_busied;
4007
4008         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4009         last_busied = 0;
4010         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4011                 m = bp->b_pages[i];
4012                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0) {
4013                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4014                                 vm_page_busy(bp->b_pages[last_busied]);
4015                         while ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0)
4016                                 vm_page_sleep(m, "vbpage");
4017                 }
4018         }
4019         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4020                 vm_page_wakeup(bp->b_pages[i]);
4021 }
4022
4023 /*
4024  * This routine is called before a device strategy routine.
4025  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4026  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4027  * almost as being VPO_BUSY.  Also the object paging_in_progress
4028  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4029  * inconsistant.
4030  *
4031  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4032  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
4033  * and should be ignored.
4034  */
4035 void
4036 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4037 {
4038         int i, bogus;
4039         vm_object_t obj;
4040         vm_ooffset_t foff;
4041         vm_page_t m;
4042
4043         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4044                 return;
4045
4046         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4047         foff = bp->b_offset;
4048         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4049             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4050         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4051         vfs_drain_busy_pages(bp);
4052         if (bp->b_bufsize != 0)
4053                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4054         bogus = 0;
4055         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4056                 m = bp->b_pages[i];
4057
4058                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4059                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4060                         vm_page_io_start(m);
4061                 }
4062                 /*
4063                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4064                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4065                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4066                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4067                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4068                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4069                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4070                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4071                  * first place ).  The replacement prevents the read
4072                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4073                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4074                  * It may not work properly with small-block devices.
4075                  * We need to find a better way.
4076                  */
4077                 if (clear_modify) {
4078                         pmap_remove_write(m);
4079                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4080                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4081                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4082                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4083                         bogus++;
4084                 }
4085                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4086         }
4087         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4088         if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4089                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4090                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4091                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4092         }
4093 }
4094
4095 /*
4096  *      vfs_bio_set_valid:
4097  *
4098  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4099  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4100  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4101  *      page.
4102  */
4103 void   
4104 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4105 {
4106         int i, n;
4107         vm_page_t m;
4108
4109         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4110                 return;
4111
4112         /*
4113          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4114          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4115          * first page that can be validated.
4116          */
4117         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4118         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4119
4120         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4121         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4122                 m = bp->b_pages[i];
4123                 if (n > size)
4124                         n = size;
4125                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4126                 base += n;
4127                 size -= n;
4128                 n = PAGE_SIZE;
4129         }
4130         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4131 }
4132
4133 /*
4134  *      vfs_bio_clrbuf:
4135  *
4136  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4137  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4138  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4139  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4140  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4141  *
4142  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4143  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4144  */
4145 void
4146 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4147 {
4148         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4149
4150         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4151                 clrbuf(bp);
4152                 return;
4153         }
4154         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4155         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4156         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4157         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4158             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4159                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4160                         goto unlock;
4161                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4162                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4163                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4164                         goto unlock;
4165                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4166                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4167                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4168                         goto unlock;
4169                 }
4170         }
4171         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4172         slide = 0;
4173         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4174                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4175                 ea = slide & PAGE_MASK;
4176                 if (ea == 0)
4177                         ea = PAGE_SIZE;
4178                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4179                         continue;
4180                 j = sa / DEV_BSIZE;
4181                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4182                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4183                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4184                         continue;
4185                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4186                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4187                 else {
4188                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4189                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4190                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4191                                             sa, DEV_BSIZE);
4192                                 }
4193                         }
4194                 }
4195                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4196         }
4197 unlock:
4198         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4199         bp->b_resid = 0;
4200 }
4201
4202 void
4203 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4204 {
4205         vm_page_t m;
4206         int i, n;
4207
4208         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4209                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4210                 bzero(bp->b_data + base, size);
4211         } else {
4212                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4213                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4214                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4215                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4216                         m = bp->b_pages[i];
4217                         if (n > size)
4218                                 n = size;
4219                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4220                         base += n;
4221                         size -= n;
4222                         n = PAGE_SIZE;
4223                 }
4224                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4225         }
4226 }
4227
4228 /*
4229  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4230  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4231  * not associated with a file object.
4232  */
4233 static void
4234 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4235 {
4236         vm_offset_t pg;
4237         vm_page_t p;
4238         int index;
4239
4240         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4241
4242         to = round_page(to);
4243         from = round_page(from);
4244         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4245
4246         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4247 tryagain:
4248                 /*
4249                  * note: must allocate system pages since blocking here
4250                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4251                  * process we are.
4252                  */
4253                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4254                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4255                 if (p == NULL) {
4256                         VM_WAIT;
4257                         goto tryagain;
4258                 }
4259                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4260                 bp->b_pages[index] = p;
4261         }
4262         bp->b_npages = index;
4263 }
4264
4265 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4266 static void
4267 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4268 {
4269         vm_offset_t from;
4270         vm_page_t p;
4271         int index, newnpages;
4272
4273         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4274
4275         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4276         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4277         if (bp->b_npages > newnpages)
4278                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4279         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4280                 p = bp->b_pages[index];
4281                 bp->b_pages[index] = NULL;
4282                 if (p->busy != 0)
4283                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
4284                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
4285                 p->wire_count--;
4286                 vm_page_free(p);
4287                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
4288         }
4289         bp->b_npages = newnpages;
4290 }
4291
4292 /*
4293  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4294  *
4295  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4296  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4297  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4298  *
4299  * Note that even if the caller determines that the address space should
4300  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4301  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4302  * check the return value.
4303  */
4304 int
4305 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4306 {
4307         caddr_t kva;
4308         vm_prot_t prot;
4309         int pidx;
4310
4311         if (bp->b_bufsize < 0)
4312                 return (-1);
4313         prot = VM_PROT_READ;
4314         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4315                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4316         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4317             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4318             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4319                 return (-1);
4320         bp->b_npages = pidx;
4321         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4322                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
4323                 kva = bp->b_saveaddr;
4324                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4325                 bp->b_data = kva + (((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK);
4326                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4327         } else {
4328                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
4329                 bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4330                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4331                 bp->b_data = unmapped_buf;
4332         }
4333         return(0);
4334 }
4335
4336 /*
4337  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4338  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4339  */
4340 void
4341 vunmapbuf(struct buf *bp)
4342 {
4343         int npages;
4344
4345         npages = bp->b_npages;
4346         if (bp->b_flags & B_UNMAPPED)
4347                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4348         else
4349                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4350         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4351         
4352         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
4353 }
4354
4355 void
4356 bdone(struct buf *bp)
4357 {
4358         struct mtx *mtxp;
4359
4360         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4361         mtx_lock(mtxp);
4362         bp->b_flags |= B_DONE;
4363         wakeup(bp);
4364         mtx_unlock(mtxp);
4365 }
4366
4367 void
4368 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4369 {
4370         struct mtx *mtxp;
4371
4372         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4373         mtx_lock(mtxp);
4374         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4375                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4376         mtx_unlock(mtxp);
4377 }
4378
4379 int
4380 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4381 {
4382
4383         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
4384 }
4385
4386 void
4387 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4388 {
4389         int i = 0;
4390         struct vnode *vp;
4391
4392         vp = bp->b_vp;
4393         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4394         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4395             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4396         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4397         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4398 }
4399
4400 void
4401 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4402 {
4403
4404         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4405         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
4406         bo->bo_numoutput++;
4407 }
4408
4409 void
4410 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4411 {
4412
4413         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4414         BO_LOCK(bo);
4415         bo->bo_numoutput++;
4416         BO_UNLOCK(bo);
4417 }
4418
4419 void
4420 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4421 {
4422
4423         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4424         BO_LOCK(bo);
4425         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4426         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4427                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4428                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4429         }
4430         BO_UNLOCK(bo);
4431 }
4432
4433 int
4434 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4435 {
4436         int error;
4437
4438         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4439         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
4440         error = 0;
4441         while (bo->bo_numoutput) {
4442                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4443                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_MTX(bo),
4444                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4445                 if (error)
4446                         break;
4447         }
4448         return (error);
4449 }
4450
4451 void
4452 bpin(struct buf *bp)
4453 {
4454         struct mtx *mtxp;
4455
4456         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4457         mtx_lock(mtxp);
4458         bp->b_pin_count++;
4459         mtx_unlock(mtxp);
4460 }
4461
4462 void
4463 bunpin(struct buf *bp)
4464 {
4465         struct mtx *mtxp;
4466
4467         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4468         mtx_lock(mtxp);
4469         if (--bp->b_pin_count == 0)
4470                 wakeup(bp);
4471         mtx_unlock(mtxp);
4472 }
4473
4474 void
4475 bunpin_wait(struct buf *bp)
4476 {
4477         struct mtx *mtxp;
4478
4479         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4480         mtx_lock(mtxp);
4481         while (bp->b_pin_count > 0)
4482                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4483         mtx_unlock(mtxp);
4484 }
4485
4486 /*
4487  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4488  */
4489 void
4490 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4491 {
4492
4493         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
4494                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4495                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4496                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4497                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4498                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4499                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4500                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4501                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4502                     ("Buffer %p too short: %d %d %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4503                     bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4504         } else {
4505                 bip->bio_data = bp->b_data;
4506                 bip->bio_ma = NULL;
4507         }
4508 }
4509
4510 #include "opt_ddb.h"
4511 #ifdef DDB
4512 #include <ddb/ddb.h>
4513
4514 /* DDB command to show buffer data */
4515 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4516 {
4517         /* get args */
4518         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4519
4520         if (!have_addr) {
4521                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4522                 return;
4523         }
4524
4525         db_printf("buf at %p\n", bp);
4526         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4527             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4528             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4529         db_printf(
4530             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4531             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4532             "b_dep = %p\n",
4533             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4534             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4535             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4536         if (bp->b_npages) {
4537                 int i;
4538                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4539                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4540                         vm_page_t m;
4541                         m = bp->b_pages[i];
4542                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4543                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4544                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4545                                 db_printf(",");
4546                 }
4547                 db_printf("\n");
4548         }
4549         db_printf(" ");
4550         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4551 }
4552
4553 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4554 {
4555         struct buf *bp;
4556         int i;
4557
4558         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4559                 bp = &buf[i];
4560                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4561                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4562                         db_printf("\n");
4563                 }
4564         }
4565 }
4566
4567 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4568 {
4569         struct vnode *vp;
4570         struct buf *bp;
4571
4572         if (!have_addr) {
4573                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4574                 return;
4575         }
4576         vp = (struct vnode *)addr;
4577         db_printf("Clean buffers:\n");
4578         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4579                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4580                 db_printf("\n");
4581         }
4582         db_printf("Dirty buffers:\n");
4583         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4584                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4585                 db_printf("\n");
4586         }
4587 }
4588
4589 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4590 {
4591         struct buf *bp;
4592         int i, used = 0, nfree = 0;
4593
4594         if (have_addr) {
4595                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4596                 return;
4597         }
4598
4599         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4600                 bp = &buf[i];
4601                 if ((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0)
4602                         nfree++;
4603                 else
4604                         used++;
4605         }
4606
4607         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4608             nfree + used);
4609         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4610 }
4611 #endif /* DDB */