]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
This commit was generated by cvs2svn to compensate for changes in r156283,
[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  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
25  * SUCH DAMAGE.
26  */
27
28 /*
29  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
30  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
31  * sure that the performance degradation associated with schemes such
32  * as this is not realized.
33  *
34  * Author:  John S. Dyson
35  * Significant help during the development and debugging phases
36  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
37  *
38  * see man buf(9) for more info.
39  */
40
41 #include <sys/cdefs.h>
42 __FBSDID("$FreeBSD$");
43
44 #include <sys/param.h>
45 #include <sys/systm.h>
46 #include <sys/bio.h>
47 #include <sys/conf.h>
48 #include <sys/buf.h>
49 #include <sys/devicestat.h>
50 #include <sys/eventhandler.h>
51 #include <sys/lock.h>
52 #include <sys/malloc.h>
53 #include <sys/mount.h>
54 #include <sys/mutex.h>
55 #include <sys/kernel.h>
56 #include <sys/kthread.h>
57 #include <sys/proc.h>
58 #include <sys/resourcevar.h>
59 #include <sys/sysctl.h>
60 #include <sys/vmmeter.h>
61 #include <sys/vnode.h>
62 #include <geom/geom.h>
63 #include <vm/vm.h>
64 #include <vm/vm_param.h>
65 #include <vm/vm_kern.h>
66 #include <vm/vm_pageout.h>
67 #include <vm/vm_page.h>
68 #include <vm/vm_object.h>
69 #include <vm/vm_extern.h>
70 #include <vm/vm_map.h>
71 #include "opt_directio.h"
72 #include "opt_swap.h"
73
74 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
75
76 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
77
78 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
79         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
80         .bop_write      =       bufwrite,
81         .bop_strategy   =       bufstrategy,
82         .bop_sync       =       bufsync,
83 };
84
85 /*
86  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
87  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
88  */
89 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
90
91 static struct proc *bufdaemonproc;
92
93 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
94 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
95                 vm_offset_t to);
96 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
97                 vm_offset_t to);
98 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
99                                int pageno, vm_page_t m);
100 static void vfs_clean_pages(struct buf *bp);
101 static void vfs_setdirty(struct buf *bp);
102 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
103 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
104                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
105 static int flushbufqueues(int flushdeps);
106 static void buf_daemon(void);
107 static void bremfreel(struct buf *bp);
108
109 int vmiodirenable = TRUE;
110 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
111     "Use the VM system for directory writes");
112 int runningbufspace;
113 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
114     "Amount of presently outstanding async buffer io");
115 static int bufspace;
116 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
117     "KVA memory used for bufs");
118 static int maxbufspace;
119 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
120     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
121 static int bufmallocspace;
122 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
123     "Amount of malloced memory for buffers");
124 static int maxbufmallocspace;
125 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
126     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
127 static int lobufspace;
128 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
129     "Minimum amount of buffers we want to have");
130 int hibufspace;
131 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
132     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
133 static int bufreusecnt;
134 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
135     "Number of times we have reused a buffer");
136 static int buffreekvacnt;
137 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
138     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
139 static int bufdefragcnt;
140 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
141     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
142 static int lorunningspace;
143 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
144     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
145 static int hirunningspace;
146 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
147     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
148 static int dirtybufferflushes;
149 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
150     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
151 static int altbufferflushes;
152 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
153     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
154 static int recursiveflushes;
155 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
156     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
157 static int numdirtybuffers;
158 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
159     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
160 static int lodirtybuffers;
161 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
162     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
163 static int hidirtybuffers;
164 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
165     "When the number of dirty buffers is considered severe");
166 static int dirtybufthresh;
167 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
168     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
169 static int numfreebuffers;
170 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
171     "Number of free buffers");
172 static int lofreebuffers;
173 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
174    "XXX Unused");
175 static int hifreebuffers;
176 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
177    "XXX Complicatedly unused");
178 static int getnewbufcalls;
179 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
180    "Number of calls to getnewbuf");
181 static int getnewbufrestarts;
182 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
183     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
184
185 /*
186  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
187  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
188  * is idling.
189  */
190 static int bd_request;
191
192 /*
193  * This lock synchronizes access to bd_request.
194  */
195 static struct mtx bdlock;
196
197 /*
198  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
199  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
200  * really that bad.  it would be better to split the buffer
201  * for input in the case of buffers partially already in memory,
202  * but the code is intricate enough already.
203  */
204 vm_page_t bogus_page;
205
206 /*
207  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
208  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
209  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
210  */
211 static int runningbufreq;
212
213 /*
214  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
215  * waitrunningbufspace().
216  */
217 static struct mtx rbreqlock;
218
219 /* 
220  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
221  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
222  * by and/or.
223  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountwakeup(), bwillwrite(),
224  * getnewbuf(), and getblk().
225  */
226 static int needsbuffer;
227
228 /*
229  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
230  */
231 static struct mtx nblock;
232
233 /*
234  * Lock that protects against bwait()/bdone()/B_DONE races.
235  */
236
237 static struct mtx bdonelock;
238
239 /*
240  * Lock that protects against bwait()/bdone()/B_DONE races.
241  */
242 static struct mtx bpinlock;
243
244 /*
245  * Definitions for the buffer free lists.
246  */
247 #define BUFFER_QUEUES   5       /* number of free buffer queues */
248
249 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
250 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
251 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
252 #define QUEUE_EMPTYKVA  3       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
253 #define QUEUE_EMPTY     4       /* empty buffer headers */
254
255 /* Queues for free buffers with various properties */
256 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
257
258 /* Lock for the bufqueues */
259 static struct mtx bqlock;
260
261 /*
262  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
263  * buf_wmesg is referred from macros.
264  */
265 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
266
267 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
268 #define VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH 0x02    /* waiting for dirty buffer flush */
269 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
270 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
271
272 #ifdef DIRECTIO
273 extern void ffs_rawread_setup(void);
274 #endif /* DIRECTIO */
275 /*
276  *      numdirtywakeup:
277  *
278  *      If someone is blocked due to there being too many dirty buffers,
279  *      and numdirtybuffers is now reasonable, wake them up.
280  */
281
282 static __inline void
283 numdirtywakeup(int level)
284 {
285
286         if (numdirtybuffers <= level) {
287                 mtx_lock(&nblock);
288                 if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH) {
289                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
290                         wakeup(&needsbuffer);
291                 }
292                 mtx_unlock(&nblock);
293         }
294 }
295
296 /*
297  *      bufspacewakeup:
298  *
299  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
300  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
301  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
302  *      bp's get placed back in the queues.
303  */
304
305 static __inline void
306 bufspacewakeup(void)
307 {
308
309         /*
310          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
311          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
312          * process will be able to now.
313          */
314         mtx_lock(&nblock);
315         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
316                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
317                 wakeup(&needsbuffer);
318         }
319         mtx_unlock(&nblock);
320 }
321
322 /*
323  * runningbufwakeup() - in-progress I/O accounting.
324  *
325  */
326 void
327 runningbufwakeup(struct buf *bp)
328 {
329
330         if (bp->b_runningbufspace) {
331                 atomic_subtract_int(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
332                 bp->b_runningbufspace = 0;
333                 mtx_lock(&rbreqlock);
334                 if (runningbufreq && runningbufspace <= lorunningspace) {
335                         runningbufreq = 0;
336                         wakeup(&runningbufreq);
337                 }
338                 mtx_unlock(&rbreqlock);
339         }
340 }
341
342 /*
343  *      bufcountwakeup:
344  *
345  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
346  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
347  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
348  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
349  */
350
351 static __inline void
352 bufcountwakeup(void) 
353 {
354
355         atomic_add_int(&numfreebuffers, 1);
356         mtx_lock(&nblock);
357         if (needsbuffer) {
358                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
359                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
360                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
361                 wakeup(&needsbuffer);
362         }
363         mtx_unlock(&nblock);
364 }
365
366 /*
367  *      waitrunningbufspace()
368  *
369  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
370  *      running.  This routine is used in async-write situations to
371  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
372  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
373  *
374  *      Reads will adjust runningbufspace, but will not block based on it.
375  *      The read load has a side effect of reducing the allowed write load.
376  *
377  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
378  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
379  *      caller's write has reached the device.
380  */
381 void
382 waitrunningbufspace(void)
383 {
384
385         mtx_lock(&rbreqlock);
386         while (runningbufspace > hirunningspace) {
387                 ++runningbufreq;
388                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
389         }
390         mtx_unlock(&rbreqlock);
391 }
392
393
394 /*
395  *      vfs_buf_test_cache:
396  *
397  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
398  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
399  *      valid data.
400  */
401 static __inline
402 void
403 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
404                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
405                   vm_page_t m)
406 {
407
408         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
409         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
410                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
411                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
412                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
413         }
414 }
415
416 /* Wake up the buffer deamon if necessary */
417 static __inline
418 void
419 bd_wakeup(int dirtybuflevel)
420 {
421
422         mtx_lock(&bdlock);
423         if (bd_request == 0 && numdirtybuffers >= dirtybuflevel) {
424                 bd_request = 1;
425                 wakeup(&bd_request);
426         }
427         mtx_unlock(&bdlock);
428 }
429
430 /*
431  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
432  */
433
434 static __inline
435 void
436 bd_speedup(void)
437 {
438
439         bd_wakeup(1);
440 }
441
442 /*
443  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
444  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
445  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
446  * being reserved at this time.
447  */
448 caddr_t
449 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
450 {
451
452         /*
453          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
454          * PAGE_SIZE is >= 1K)
455          */
456         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
457
458         /*
459          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
460          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
461          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
462          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
463          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
464          * maxbcache bytes.
465          *
466          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
467          */
468         if (nbuf == 0) {
469                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
470
471                 nbuf = 50;
472                 if (physmem_est > 4096)
473                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
474                             65536 / factor);
475                 if (physmem_est > 65536)
476                         nbuf += (physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5);
477
478                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
479                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
480         }
481
482 #if 0
483         /*
484          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
485          * kernel_map.
486          */
487         if (nbuf > (kernel_map->max_offset - kernel_map->min_offset) / 
488             (BKVASIZE * 2)) {
489                 nbuf = (kernel_map->max_offset - kernel_map->min_offset) / 
490                     (BKVASIZE * 2);
491                 printf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
492         }
493 #endif
494
495         /*
496          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
497          * We have no less then 16 and no more then 256.
498          */
499         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
500 #ifdef NSWBUF_MIN
501         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
502                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
503 #endif
504 #ifdef DIRECTIO
505         ffs_rawread_setup();
506 #endif
507
508         /*
509          * Reserve space for the buffer cache buffers
510          */
511         swbuf = (void *)v;
512         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
513         buf = (void *)v;
514         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
515
516         return(v);
517 }
518
519 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
520 void
521 bufinit(void)
522 {
523         struct buf *bp;
524         int i;
525
526         mtx_init(&bqlock, "buf queue lock", NULL, MTX_DEF);
527         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
528         mtx_init(&nblock, "needsbuffer lock", NULL, MTX_DEF);
529         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
530         mtx_init(&bdonelock, "bdone lock", NULL, MTX_DEF);
531         mtx_init(&bpinlock, "bpin lock", NULL, MTX_DEF);
532
533         /* next, make a null set of free lists */
534         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
535                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
536
537         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
538         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
539                 bp = &buf[i];
540                 bzero(bp, sizeof *bp);
541                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
542                 bp->b_rcred = NOCRED;
543                 bp->b_wcred = NOCRED;
544                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
545                 bp->b_vflags = 0;
546                 bp->b_xflags = 0;
547                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
548                 BUF_LOCKINIT(bp);
549                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
550         }
551
552         /*
553          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
554          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
555          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
556          * used by most other processes.  The differential is required to 
557          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
558          * be blocked waiting for buffer space.
559          *
560          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
561          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
562          * by the system.
563          */
564         maxbufspace = nbuf * BKVASIZE;
565         hibufspace = imax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
566         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
567
568         lorunningspace = 512 * 1024;
569         hirunningspace = 1024 * 1024;
570
571 /*
572  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
573  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
574  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
575  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
576  * (small) directories.
577  */
578         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
579
580 /*
581  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
582  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
583  */
584         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
585         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
586         numdirtybuffers = 0;
587 /*
588  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
589  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
590  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
591  * BKVASIZE'd (8K) buffers.
592  */
593         while (hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
594                 hidirtybuffers >>= 1;
595         }
596         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
597
598 /*
599  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
600  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
601  * emergency reserve.
602  */
603         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
604         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
605         numfreebuffers = nbuf;
606
607 /*
608  * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
609  * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
610  * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
611  * from buf_daemon.
612  */
613
614         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
615             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
616 }
617
618 /*
619  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
620  *
621  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
622  */
623 static void
624 bfreekva(struct buf *bp)
625 {
626
627         if (bp->b_kvasize) {
628                 atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
629                 atomic_subtract_int(&bufspace, bp->b_kvasize);
630                 vm_map_lock(buffer_map);
631                 vm_map_delete(buffer_map,
632                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
633                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize
634                 );
635                 vm_map_unlock(buffer_map);
636                 bp->b_kvasize = 0;
637                 bufspacewakeup();
638         }
639 }
640
641 /*
642  *      bremfree:
643  *
644  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list in brelse.
645  *      
646  */
647 void
648 bremfree(struct buf *bp)
649 {
650
651         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
652         KASSERT(BUF_REFCNT(bp), ("bremfree: buf must be locked."));
653         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
654             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
655         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
656             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
657
658         bp->b_flags |= B_REMFREE;
659         /* Fixup numfreebuffers count.  */
660         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
661                 atomic_subtract_int(&numfreebuffers, 1);
662 }
663
664 /*
665  *      bremfreef:
666  *
667  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
668  *      it abuses the b_freelist pointer.
669  */
670 void
671 bremfreef(struct buf *bp)
672 {
673         mtx_lock(&bqlock);
674         bremfreel(bp);
675         mtx_unlock(&bqlock);
676 }
677
678 /*
679  *      bremfreel:
680  *
681  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
682  *      bqlock held.
683  */
684 static void
685 bremfreel(struct buf *bp)
686 {
687         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
688             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
689         KASSERT(BUF_REFCNT(bp), ("bremfreel: buffer %p not locked.", bp));
690         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
691             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
692         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
693
694         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
695         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
696         /*
697          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
698          * from the queue and return the stats are already done.
699          */
700         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
701                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
702                 return;
703         }
704         /*
705          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
706          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
707          * numfreebuffers.
708          */
709         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
710                 atomic_subtract_int(&numfreebuffers, 1);
711 }
712
713
714 /*
715  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
716  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
717  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
718  * getblk() ).  This is really just a special case of breadn().
719  */
720 int
721 bread(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, struct ucred * cred,
722     struct buf **bpp)
723 {
724
725         return (breadn(vp, blkno, size, 0, 0, 0, cred, bpp));
726 }
727
728 /*
729  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
730  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
731  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
732  */
733 void
734 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
735     int cnt, struct ucred * cred)
736 {
737         struct buf *rabp;
738         int i;
739
740         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
741                 if (inmem(vp, *rablkno))
742                         continue;
743                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
744
745                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
746                         if (curthread != PCPU_GET(idlethread))
747                                 curthread->td_proc->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
748                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
749                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
750                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
751                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
752                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
753                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
754                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
755                         BUF_KERNPROC(rabp);
756                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
757                         bstrategy(rabp);
758                 } else {
759                         brelse(rabp);
760                 }
761         }
762 }
763
764 /*
765  * Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
766  * read-ahead blocks.
767  */
768 int
769 breadn(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size,
770     daddr_t * rablkno, int *rabsize,
771     int cnt, struct ucred * cred, struct buf **bpp)
772 {
773         struct buf *bp;
774         int rv = 0, readwait = 0;
775
776         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
777         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, 0);
778
779         /* if not found in cache, do some I/O */
780         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
781                 if (curthread != PCPU_GET(idlethread))
782                         curthread->td_proc->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
783                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
784                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
785                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
786                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
787                         bp->b_rcred = crhold(cred);
788                 vfs_busy_pages(bp, 0);
789                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
790                 bstrategy(bp);
791                 ++readwait;
792         }
793
794         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
795
796         if (readwait) {
797                 rv = bufwait(bp);
798         }
799         return (rv);
800 }
801
802 /*
803  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
804  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
805  * is invalid.
806  *
807  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
808  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
809  * now so we set it generally.  This could be set either here 
810  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
811  * here.
812  */
813 int
814 bufwrite(struct buf *bp)
815 {
816         int oldflags;
817
818         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
819         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
820                 brelse(bp);
821                 return (0);
822         }
823
824         oldflags = bp->b_flags;
825
826         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
827                 panic("bufwrite: buffer is not busy???");
828
829         if (bp->b_pin_count > 0)
830                 bunpin_wait(bp);
831
832         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
833             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
834
835         /* Mark the buffer clean */
836         bundirty(bp);
837
838         bp->b_flags &= ~B_DONE;
839         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
840         bp->b_flags |= B_CACHE;
841         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
842
843         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
844         vfs_busy_pages(bp, 1);
845
846         /*
847          * Normal bwrites pipeline writes
848          */
849         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
850         atomic_add_int(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
851
852         if (curthread != PCPU_GET(idlethread))
853                 curthread->td_proc->p_stats->p_ru.ru_oublock++;
854         if (oldflags & B_ASYNC)
855                 BUF_KERNPROC(bp);
856         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
857         bstrategy(bp);
858
859         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
860                 int rtval = bufwait(bp);
861                 brelse(bp);
862                 return (rtval);
863         } else {
864                 /*
865                  * don't allow the async write to saturate the I/O
866                  * system.  We will not deadlock here because
867                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
868                  * to complete. We do not block here if it is the update
869                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
870                  * to deadlock.
871                  */
872                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0)
873                         waitrunningbufspace();
874         }
875
876         return (0);
877 }
878
879 /*
880  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
881  * anything if the buffer is marked invalid.
882  *
883  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
884  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
885  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
886  * out synchronously.
887  */
888 void
889 bdwrite(struct buf *bp)
890 {
891         struct thread *td = curthread;
892         struct vnode *vp;
893         struct buf *nbp;
894         struct bufobj *bo;
895
896         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
897         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
898         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) != 0, ("bdwrite: buffer is not busy"));
899
900         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
901                 brelse(bp);
902                 return;
903         }
904
905         /*
906          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
907          * If we are wildly over our limit, then force a complete
908          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
909          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
910          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
911          */
912         vp = bp->b_vp;
913         bo = bp->b_bufobj;
914         if ((td->td_pflags & TDP_COWINPROGRESS) == 0) {
915                 BO_LOCK(bo);
916                 if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
917                         BO_UNLOCK(bo);
918                         (void) VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, td);
919                         altbufferflushes++;
920                 } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
921                         /*
922                          * Try to find a buffer to flush.
923                          */
924                         TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
925                                 if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
926                                     BUF_LOCK(nbp,
927                                     LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
928                                         continue;
929                                 if (bp == nbp)
930                                         panic("bdwrite: found ourselves");
931                                 BO_UNLOCK(bo);
932                                 /* Don't countdeps with the bo lock held. */
933                                 if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
934                                         BO_LOCK(bo);
935                                         BUF_UNLOCK(nbp);
936                                         continue;
937                                 }
938                                 if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
939                                         vfs_bio_awrite(nbp);
940                                 } else {
941                                         bremfree(nbp);
942                                         bawrite(nbp);
943                                 }
944                                 dirtybufferflushes++;
945                                 break;
946                         }
947                         if (nbp == NULL)
948                                 BO_UNLOCK(bo);
949                 } else
950                         BO_UNLOCK(bo);
951         } else
952                 recursiveflushes++;
953
954         bdirty(bp);
955         /*
956          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
957          * true even of NFS now.
958          */
959         bp->b_flags |= B_CACHE;
960
961         /*
962          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
963          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
964          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
965          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
966          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
967          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
968          * the bmap then...  So, this is important to do.
969          */
970         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
971                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
972         }
973
974         /*
975          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty pages.
976          */
977         vfs_setdirty(bp);
978
979         /*
980          * We need to do this here to satisfy the vnode_pager and the
981          * pageout daemon, so that it thinks that the pages have been
982          * "cleaned".  Note that since the pages are in a delayed write
983          * buffer -- the VFS layer "will" see that the pages get written
984          * out on the next sync, or perhaps the cluster will be completed.
985          */
986         vfs_clean_pages(bp);
987         bqrelse(bp);
988
989         /*
990          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have a lot of dirty
991          * buffers (midpoint between our recovery point and our stall
992          * point).
993          */
994         bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
995
996         /*
997          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
998          * due to the softdep code.
999          */
1000 }
1001
1002 /*
1003  *      bdirty:
1004  *
1005  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1006  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1007  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1008  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1009  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1010  *
1011  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1012  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1013  *      should only be called if the buffer is known-good.
1014  *
1015  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1016  *      count.
1017  *
1018  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1019  */
1020 void
1021 bdirty(struct buf *bp)
1022 {
1023
1024         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1025             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1026         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) == 1, ("bdirty: bp %p not locked",bp));
1027         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1028         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1029             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1030         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1031         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1032
1033         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1034                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1035                 reassignbuf(bp);
1036                 atomic_add_int(&numdirtybuffers, 1);
1037                 bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1038         }
1039 }
1040
1041 /*
1042  *      bundirty:
1043  *
1044  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1045  *
1046  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1047  *      count.
1048  *      
1049  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1050  */
1051
1052 void
1053 bundirty(struct buf *bp)
1054 {
1055
1056         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1057         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1058         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1059             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1060         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) == 1, ("bundirty: bp %p not locked",bp));
1061
1062         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1063                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1064                 reassignbuf(bp);
1065                 atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1066                 numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1067         }
1068         /*
1069          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1070          */
1071         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1072 }
1073
1074 /*
1075  *      bawrite:
1076  *
1077  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1078  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1079  *
1080  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1081  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1082  */
1083 void
1084 bawrite(struct buf *bp)
1085 {
1086
1087         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1088         (void) bwrite(bp);
1089 }
1090
1091 /*
1092  *      bwillwrite:
1093  *
1094  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1095  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1096  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1097  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1098  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1099  */
1100
1101 void
1102 bwillwrite(void)
1103 {
1104
1105         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1106                 mtx_lock(&nblock);
1107                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1108                         bd_wakeup(1);
1109                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
1110                         msleep(&needsbuffer, &nblock,
1111                             (PRIBIO + 4), "flswai", 0);
1112                 }
1113                 mtx_unlock(&nblock);
1114         }
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Return true if we have too many dirty buffers.
1119  */
1120 int
1121 buf_dirty_count_severe(void)
1122 {
1123
1124         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1125 }
1126
1127 /*
1128  *      brelse:
1129  *
1130  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1131  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1132  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1133  */
1134 void
1135 brelse(struct buf *bp)
1136 {
1137         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1138             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1139         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1140             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1141
1142         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1143                 bqrelse(bp);
1144                 return;
1145         }
1146
1147         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE &&
1148             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1149             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1150                 /*
1151                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1152                  * pages from being scrapped.  If B_INVAL is set then
1153                  * this case is not run and the next case is run to 
1154                  * destroy the buffer.  B_INVAL can occur if the buffer
1155                  * is outside the range supported by the underlying device.
1156                  */
1157                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1158                 bdirty(bp);
1159         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1160             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1161                 /*
1162                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1163                  * cache the buffer.
1164                  */
1165                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1166                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1167                         buf_deallocate(bp);
1168                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1169                         atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1170                         numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1171                 }
1172                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1173                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1174                         if (bp->b_bufsize)
1175                                 allocbuf(bp, 0);
1176                         if (bp->b_vp)
1177                                 brelvp(bp);
1178                 }
1179         }
1180
1181         /*
1182          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1183          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1184          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1185          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1186          * 
1187          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1188          * if B_DELWRI is set.
1189          *
1190          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1191          * on pages to return pages to the VM page queues.
1192          */
1193         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1194                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1195         else if (vm_page_count_severe()) {
1196                 /*
1197                  * XXX This lock may not be necessary since BKGRDINPROG
1198                  * cannot be set while we hold the buf lock, it can only be
1199                  * cleared if it is already pending.
1200                  */
1201                 if (bp->b_vp) {
1202                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1203                         if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1204                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
1205                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1206                 } else
1207                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1208         }
1209
1210         /*
1211          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1212          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1213          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1214          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1215          *
1216          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1217          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1218          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1219          *
1220          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1221          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1222          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1223          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1224          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1225          * background write.
1226          */
1227         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1228             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1229                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1230                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1231                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1232             ) {
1233
1234                 int i, j, resid;
1235                 vm_page_t m;
1236                 off_t foff;
1237                 vm_pindex_t poff;
1238                 vm_object_t obj;
1239
1240                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1241
1242                 /*
1243                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1244                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1245                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1246                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1247                  *
1248                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1249                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1250                  * m->dirty, etc...). 
1251                  *
1252                  * See man buf(9) for more information
1253                  */
1254                 resid = bp->b_bufsize;
1255                 foff = bp->b_offset;
1256                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
1257                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1258                         int had_bogus = 0;
1259
1260                         m = bp->b_pages[i];
1261
1262                         /*
1263                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1264                          * now.
1265                          */
1266                         if (m == bogus_page) {
1267                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1268                                 had_bogus = 1;
1269
1270                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1271                                         vm_page_t mtmp;
1272                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1273                                         if (mtmp == bogus_page) {
1274                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1275                                                 if (!mtmp) {
1276                                                         panic("brelse: page missing\n");
1277                                                 }
1278                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1279                                         }
1280                                 }
1281
1282                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1283                                         pmap_qenter(
1284                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1285                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1286                                 }
1287                                 m = bp->b_pages[i];
1288                         }
1289                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1290                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1291                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1292                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1293                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1294
1295                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1296                                 vm_page_lock_queues();
1297                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1298                                 vm_page_unlock_queues();
1299                                 if (had_bogus)
1300                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1301                         }
1302                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1303                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1304                 }
1305                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
1306                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1307                         vfs_vmio_release(bp);
1308
1309         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1310
1311                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1312                         vfs_vmio_release(bp);
1313                 }
1314
1315         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1316                 if (bp->b_bufsize != 0)
1317                         allocbuf(bp, 0);
1318                 if (bp->b_vp != NULL)
1319                         brelvp(bp);
1320         }
1321                         
1322         if (BUF_REFCNT(bp) > 1) {
1323                 /* do not release to free list */
1324                 BUF_UNLOCK(bp);
1325                 return;
1326         }
1327
1328         /* enqueue */
1329         mtx_lock(&bqlock);
1330         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1331         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1332                 bremfreel(bp);
1333         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1334                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1335
1336         /* buffers with no memory */
1337         if (bp->b_bufsize == 0) {
1338                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1339                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1340                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1341                         panic("losing buffer 1");
1342                 if (bp->b_kvasize) {
1343                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1344                 } else {
1345                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1346                 }
1347                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1348         /* buffers with junk contents */
1349         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1350             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1351                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1352                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1353                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1354                         panic("losing buffer 2");
1355                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1356                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1357         /* remaining buffers */
1358         } else {
1359                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1360                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1361                 else
1362                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1363                 if (bp->b_flags & B_AGE)
1364                         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1365                 else
1366                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1367         }
1368         mtx_unlock(&bqlock);
1369
1370         /*
1371          * If B_INVAL and B_DELWRI is set, clear B_DELWRI.  We have already
1372          * placed the buffer on the correct queue.  We must also disassociate
1373          * the device and vnode for a B_INVAL buffer so gbincore() doesn't
1374          * find it.
1375          */
1376         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1377                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1378                         bundirty(bp);
1379                 if (bp->b_vp)
1380                         brelvp(bp);
1381         }
1382
1383         /*
1384          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1385          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1386          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1387          * if B_INVAL is set ).
1388          */
1389
1390         if (!(bp->b_flags & B_DELWRI))
1391                 bufcountwakeup();
1392
1393         /*
1394          * Something we can maybe free or reuse
1395          */
1396         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1397                 bufspacewakeup();
1398
1399         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1400         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1401                 panic("brelse: not dirty");
1402         /* unlock */
1403         BUF_UNLOCK(bp);
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1408  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1409  *
1410  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1411  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1412  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1413  * again soon.
1414  *
1415  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1416  */
1417 void
1418 bqrelse(struct buf *bp)
1419 {
1420         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1421         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1422             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1423
1424         if (BUF_REFCNT(bp) > 1) {
1425                 /* do not release to free list */
1426                 BUF_UNLOCK(bp);
1427                 return;
1428         }
1429
1430         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1431                 if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1432                         mtx_lock(&bqlock);
1433                         bremfreel(bp);
1434                         mtx_unlock(&bqlock);
1435                 }
1436                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1437                 BUF_UNLOCK(bp);
1438                 return;
1439         }
1440
1441         mtx_lock(&bqlock);
1442         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1443         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1444                 bremfreel(bp);
1445         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1446                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1447         /* buffers with stale but valid contents */
1448         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1449                 bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1450                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1451         } else {
1452                 /*
1453                  * XXX This lock may not be necessary since BKGRDINPROG
1454                  * cannot be set while we hold the buf lock, it can only be
1455                  * cleared if it is already pending.
1456                  */
1457                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1458                 if (!vm_page_count_severe() || bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
1459                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1460                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1461                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp,
1462                             b_freelist);
1463                 } else {
1464                         /*
1465                          * We are too low on memory, we have to try to free
1466                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1467                          * making up its backing store) *now*.
1468                          */
1469                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1470                         mtx_unlock(&bqlock);
1471                         brelse(bp);
1472                         return;
1473                 }
1474         }
1475         mtx_unlock(&bqlock);
1476
1477         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1478                 bufcountwakeup();
1479
1480         /*
1481          * Something we can maybe free or reuse.
1482          */
1483         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1484                 bufspacewakeup();
1485
1486         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1487         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1488                 panic("bqrelse: not dirty");
1489         /* unlock */
1490         BUF_UNLOCK(bp);
1491 }
1492
1493 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1494 static void
1495 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1496 {
1497         int i;
1498         vm_page_t m;
1499
1500         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1501         vm_page_lock_queues();
1502         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1503                 m = bp->b_pages[i];
1504                 bp->b_pages[i] = NULL;
1505                 /*
1506                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1507                  * everything on the inactive queue.
1508                  */
1509                 vm_page_unwire(m, 0);
1510                 /*
1511                  * We don't mess with busy pages, it is
1512                  * the responsibility of the process that
1513                  * busied the pages to deal with them.
1514                  */
1515                 if ((m->flags & PG_BUSY) || (m->busy != 0))
1516                         continue;
1517                         
1518                 if (m->wire_count == 0) {
1519                         /*
1520                          * Might as well free the page if we can and it has
1521                          * no valid data.  We also free the page if the
1522                          * buffer was used for direct I/O
1523                          */
1524                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid &&
1525                             m->hold_count == 0) {
1526                                 vm_page_free(m);
1527                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1528                                 vm_page_try_to_free(m);
1529                         } else if (vm_page_count_severe()) {
1530                                 vm_page_try_to_cache(m);
1531                         }
1532                 }
1533         }
1534         vm_page_unlock_queues();
1535         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1536         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data), bp->b_npages);
1537         
1538         if (bp->b_bufsize) {
1539                 bufspacewakeup();
1540                 bp->b_bufsize = 0;
1541         }
1542         bp->b_npages = 0;
1543         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1544         if (bp->b_vp)
1545                 brelvp(bp);
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1550  * write.
1551  */
1552 static int
1553 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1554 {
1555         struct buf *bpa;
1556         int match;
1557
1558         match = 0;
1559
1560         /* If the buf isn't in core skip it */
1561         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1562                 return (0);
1563
1564         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1565         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1566                 return (0);
1567
1568         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1569         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1570             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1571                 goto done;
1572
1573         if (bpa->b_bufsize != size)
1574                 goto done;
1575
1576         /*
1577          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1578          * block has been mapped.
1579          */
1580         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1581                 match = 1;
1582 done:
1583         BUF_UNLOCK(bpa);
1584         return (match);
1585 }
1586
1587 /*
1588  *      vfs_bio_awrite:
1589  *
1590  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1591  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1592  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1593  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1594  */
1595 int
1596 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1597 {
1598         int i;
1599         int j;
1600         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1601         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1602         int ncl;
1603         int nwritten;
1604         int size;
1605         int maxcl;
1606
1607         /*
1608          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1609          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1610          * rather then at the beginning.
1611          */
1612         if ((vp->v_type == VREG) && 
1613             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1614             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1615
1616                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1617                 maxcl = MAXPHYS / size;
1618
1619                 VI_LOCK(vp);
1620                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
1621                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
1622                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1623                                 break;
1624
1625                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
1626                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
1627                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1628                                 break;
1629
1630                 VI_UNLOCK(vp);
1631                 --j;
1632                 ncl = i + j;
1633                 /*
1634                  * this is a possible cluster write
1635                  */
1636                 if (ncl != 1) {
1637                         BUF_UNLOCK(bp);
1638                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl);
1639                         return nwritten;
1640                 }
1641         }
1642         bremfree(bp);
1643         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1644         /*
1645          * default (old) behavior, writing out only one block
1646          *
1647          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1648          */
1649         nwritten = bp->b_bufsize;
1650         (void) bwrite(bp);
1651
1652         return nwritten;
1653 }
1654
1655 /*
1656  *      getnewbuf:
1657  *
1658  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1659  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1660  *
1661  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1662  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1663  *
1664  *      We block if:
1665  *              We have insufficient buffer headers
1666  *              We have insufficient buffer space
1667  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1668  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1669  *
1670  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1671  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1672  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1673  */
1674
1675 static struct buf *
1676 getnewbuf(int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize)
1677 {
1678         struct buf *bp;
1679         struct buf *nbp;
1680         int defrag = 0;
1681         int nqindex;
1682         static int flushingbufs;
1683
1684         /*
1685          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1686          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1687          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1688          * async I/O rather then sync I/O.
1689          */
1690
1691         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
1692         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
1693 restart:
1694         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
1695
1696         /*
1697          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1698          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1699          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1700          * dip into our reserves.
1701          *
1702          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1703          *
1704          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1705          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1706          * where we cannot backup.
1707          */
1708         mtx_lock(&bqlock);
1709         nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1710         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
1711
1712         if (nbp == NULL) {
1713                 /*
1714                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1715                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1716                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1717                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1718                  */
1719                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1720                         nqindex = QUEUE_CLEAN;
1721                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
1722                 }
1723
1724                 /*
1725                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1726                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1727                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1728                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1729                  */
1730                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1731                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1732                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
1733                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
1734                 }
1735         }
1736
1737         /*
1738          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1739          * depending.
1740          */
1741
1742         while ((bp = nbp) != NULL) {
1743                 int qindex = nqindex;
1744
1745                 /*
1746                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1747                  * or do other fancy things ).
1748                  */
1749                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
1750                         switch(qindex) {
1751                         case QUEUE_EMPTY:
1752                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1753                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA])))
1754                                         break;
1755                                 /* FALLTHROUGH */
1756                         case QUEUE_EMPTYKVA:
1757                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
1758                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])))
1759                                         break;
1760                                 /* FALLTHROUGH */
1761                         case QUEUE_CLEAN:
1762                                 /*
1763                                  * nbp is NULL. 
1764                                  */
1765                                 break;
1766                         }
1767                 }
1768                 /*
1769                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1770                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
1771                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
1772                  * should also be non-zero at this point.  XXX
1773                  */
1774                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
1775                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
1776                         continue;
1777                 }
1778
1779                 /*
1780                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1781                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
1782                  */
1783                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1784                         continue;
1785                 if (bp->b_vp) {
1786                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1787                         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
1788                                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1789                                 BUF_UNLOCK(bp);
1790                                 continue;
1791                         }
1792                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1793                 }
1794                 CTR6(KTR_BUF,
1795                     "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
1796                     "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1797                     bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
1798
1799                 /*
1800                  * Sanity Checks
1801                  */
1802                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistant queue %d bp %p", qindex, bp));
1803
1804                 /*
1805                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1806                  * buffers.
1807                  */
1808
1809                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1810
1811                 bremfreel(bp);
1812                 mtx_unlock(&bqlock);
1813
1814                 if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1815                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1816                                 bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1817                                 vfs_vmio_release(bp);
1818                         }
1819                         if (bp->b_vp)
1820                                 brelvp(bp);
1821                 }
1822
1823                 /*
1824                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1825                  * the scan from this point on.
1826                  *
1827                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
1828                  * valid after this operation.
1829                  */
1830
1831                 if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1832                         crfree(bp->b_rcred);
1833                         bp->b_rcred = NOCRED;
1834                 }
1835                 if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1836                         crfree(bp->b_wcred);
1837                         bp->b_wcred = NOCRED;
1838                 }
1839                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1840                         buf_deallocate(bp);
1841                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1842                         panic("losing buffer 3");
1843                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1844                     ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
1845                     bp, bp->b_vp, qindex));
1846                 KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1847                    ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X",
1848                     bp, bp->b_xflags));
1849
1850                 if (bp->b_bufsize)
1851                         allocbuf(bp, 0);
1852
1853                 bp->b_flags = 0;
1854                 bp->b_ioflags = 0;
1855                 bp->b_xflags = 0;
1856                 bp->b_vflags = 0;
1857                 bp->b_vp = NULL;
1858                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1859                 bp->b_offset = NOOFFSET;
1860                 bp->b_iodone = 0;
1861                 bp->b_error = 0;
1862                 bp->b_resid = 0;
1863                 bp->b_bcount = 0;
1864                 bp->b_npages = 0;
1865                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1866                 bp->b_bufobj = NULL;
1867                 bp->b_pin_count = 0;
1868                 bp->b_fsprivate1 = NULL;
1869                 bp->b_fsprivate2 = NULL;
1870                 bp->b_fsprivate3 = NULL;
1871
1872                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1873
1874                 /*
1875                  * If we are defragging then free the buffer.
1876                  */
1877                 if (defrag) {
1878                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1879                         bfreekva(bp);
1880                         brelse(bp);
1881                         defrag = 0;
1882                         goto restart;
1883                 }
1884
1885                 /*
1886                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
1887                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
1888                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
1889                  */
1890                 if (bufspace >= hibufspace)
1891                         flushingbufs = 1;
1892                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
1893                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1894                         bfreekva(bp);
1895                         brelse(bp);
1896                         goto restart;
1897                 }
1898                 if (bufspace < lobufspace)
1899                         flushingbufs = 0;
1900                 break;
1901         }
1902
1903         /*
1904          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
1905          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
1906          *
1907          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
1908          */
1909
1910         if (bp == NULL) {
1911                 int flags;
1912                 char *waitmsg;
1913
1914                 if (defrag) {
1915                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1916                         waitmsg = "nbufkv";
1917                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
1918                         waitmsg = "nbufbs";
1919                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1920                 } else {
1921                         waitmsg = "newbuf";
1922                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
1923                 }
1924                 mtx_lock(&nblock);
1925                 needsbuffer |= flags;
1926                 mtx_unlock(&nblock);
1927                 mtx_unlock(&bqlock);
1928
1929                 bd_speedup();   /* heeeelp */
1930
1931                 mtx_lock(&nblock);
1932                 while (needsbuffer & flags) {
1933                         if (msleep(&needsbuffer, &nblock,
1934                             (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo)) {
1935                                 mtx_unlock(&nblock);
1936                                 return (NULL);
1937                         }
1938                 }
1939                 mtx_unlock(&nblock);
1940         } else {
1941                 /*
1942                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
1943                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
1944                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
1945                  * BKVASIZE chunks.
1946                  */
1947                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
1948
1949                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
1950                         vm_offset_t addr = 0;
1951
1952                         bfreekva(bp);
1953
1954                         vm_map_lock(buffer_map);
1955                         if (vm_map_findspace(buffer_map,
1956                                 vm_map_min(buffer_map), maxsize, &addr)) {
1957                                 /*
1958                                  * Uh oh.  Buffer map is to fragmented.  We
1959                                  * must defragment the map.
1960                                  */
1961                                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
1962                                 vm_map_unlock(buffer_map);
1963                                 defrag = 1;
1964                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1965                                 brelse(bp);
1966                                 goto restart;
1967                         }
1968                         if (addr) {
1969                                 vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0,
1970                                         addr, addr + maxsize,
1971                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
1972
1973                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
1974                                 bp->b_kvasize = maxsize;
1975                                 atomic_add_int(&bufspace, bp->b_kvasize);
1976                                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
1977                         }
1978                         vm_map_unlock(buffer_map);
1979                 }
1980                 bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
1981                 bp->b_data = bp->b_saveaddr;
1982         }
1983         return(bp);
1984 }
1985
1986 /*
1987  *      buf_daemon:
1988  *
1989  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
1990  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
1991  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
1992  */
1993
1994 static struct kproc_desc buf_kp = {
1995         "bufdaemon",
1996         buf_daemon,
1997         &bufdaemonproc
1998 };
1999 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp)
2000
2001 static void
2002 buf_daemon()
2003 {
2004         mtx_lock(&Giant);
2005
2006         /*
2007          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2008          */
2009         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2010             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2011
2012         /*
2013          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2014          */
2015         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
2016         mtx_lock(&bdlock);
2017         for (;;) {
2018                 bd_request = 0;
2019                 mtx_unlock(&bdlock);
2020
2021                 kthread_suspend_check(bufdaemonproc);
2022
2023                 /*
2024                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2025                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2026                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2027                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2028                  */
2029                 while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
2030                         if (flushbufqueues(0) == 0) {
2031                                 /*
2032                                  * Could not find any buffers without rollback
2033                                  * dependencies, so just write the first one
2034                                  * in the hopes of eventually making progress.
2035                                  */
2036                                 flushbufqueues(1);
2037                                 break;
2038                         }
2039                         uio_yield();
2040                 }
2041
2042                 /*
2043                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2044                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2045                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2046                  * built up, within reason.
2047                  *
2048                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2049                  * find any flushable buffers, we sleep half a second.
2050                  * Otherwise we loop immediately.
2051                  */
2052                 mtx_lock(&bdlock);
2053                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2054                         /*
2055                          * We reached our low water mark, reset the
2056                          * request and sleep until we are needed again.
2057                          * The sleep is just so the suspend code works.
2058                          */
2059                         bd_request = 0;
2060                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2061                 } else {
2062                         /*
2063                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2064                          * still have too many dirty buffers, we
2065                          * have to sleep and try again.  (rare)
2066                          */
2067                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2068                 }
2069         }
2070 }
2071
2072 /*
2073  *      flushbufqueues:
2074  *
2075  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2076  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2077  *      particularly sensitive to.
2078  */
2079 static int flushwithdeps = 0;
2080 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2081     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2082
2083 static int
2084 flushbufqueues(int flushdeps)
2085 {
2086         struct thread *td = curthread;
2087         struct buf sentinel;
2088         struct vnode *vp;
2089         struct mount *mp;
2090         struct buf *bp;
2091         int hasdeps;
2092         int flushed;
2093         int target;
2094
2095         target = numdirtybuffers - lodirtybuffers;
2096         if (flushdeps && target > 2)
2097                 target /= 2;
2098         flushed = 0;
2099         bp = NULL;
2100         mtx_lock(&bqlock);
2101         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], &sentinel, b_freelist);
2102         while (flushed != target) {
2103                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_DIRTY]);
2104                 if (bp == &sentinel)
2105                         break;
2106                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
2107                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
2108
2109                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2110                         continue;
2111                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2112                         BUF_UNLOCK(bp);
2113                         continue;
2114                 }
2115                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2116                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2117                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2118                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2119                         BUF_UNLOCK(bp);
2120                         continue;
2121                 }
2122                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2123                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2124                         bremfreel(bp);
2125                         mtx_unlock(&bqlock);
2126                         brelse(bp);
2127                         flushed++;
2128                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2129                         mtx_lock(&bqlock);
2130                         continue;
2131                 }
2132
2133                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && buf_countdeps(bp, 0)) {
2134                         if (flushdeps == 0) {
2135                                 BUF_UNLOCK(bp);
2136                                 continue;
2137                         }
2138                         hasdeps = 1;
2139                 } else
2140                         hasdeps = 0;
2141                 /*
2142                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2143                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2144                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2145                  * system.
2146                  *
2147                  * The lock order here is the reverse of the normal
2148                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2149                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2150                  */
2151                 vp = bp->b_vp;
2152                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2153                         BUF_UNLOCK(bp);
2154                         continue;
2155                 }
2156                 if (vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, td) == 0) {
2157                         mtx_unlock(&bqlock);
2158                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2159                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2160                         vfs_bio_awrite(bp);
2161                         vn_finished_write(mp);
2162                         VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
2163                         flushwithdeps += hasdeps;
2164                         flushed++;
2165                         waitrunningbufspace();
2166                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2167                         mtx_lock(&bqlock);
2168                         continue;
2169                 }
2170                 vn_finished_write(mp);
2171                 BUF_UNLOCK(bp);
2172         }
2173         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], &sentinel, b_freelist);
2174         mtx_unlock(&bqlock);
2175         return (flushed);
2176 }
2177
2178 /*
2179  * Check to see if a block is currently memory resident.
2180  */
2181 struct buf *
2182 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2183 {
2184         struct buf *bp;
2185
2186         BO_LOCK(bo);
2187         bp = gbincore(bo, blkno);
2188         BO_UNLOCK(bo);
2189         return (bp);
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Returns true if no I/O is needed to access the
2194  * associated VM object.  This is like incore except
2195  * it also hunts around in the VM system for the data.
2196  */
2197
2198 static int
2199 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2200 {
2201         vm_object_t obj;
2202         vm_offset_t toff, tinc, size;
2203         vm_page_t m;
2204         vm_ooffset_t off;
2205
2206         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2207
2208         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2209                 return 1;
2210         if (vp->v_mount == NULL)
2211                 return 0;
2212         obj = vp->v_object;
2213         if (obj == NULL)
2214                 return (0);
2215
2216         size = PAGE_SIZE;
2217         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2218                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2219         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2220
2221         VM_OBJECT_LOCK(obj);
2222         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2223                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2224                 if (!m)
2225                         goto notinmem;
2226                 tinc = size;
2227                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2228                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2229                 if (vm_page_is_valid(m,
2230                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2231                         goto notinmem;
2232         }
2233         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2234         return 1;
2235
2236 notinmem:
2237         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2238         return (0);
2239 }
2240
2241 /*
2242  *      vfs_setdirty:
2243  *
2244  *      Sets the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2245  *      bits in the pages comprising the buffer.
2246  *
2247  *      The range is limited to the size of the buffer.
2248  *
2249  *      This routine is primarily used by NFS, but is generalized for the
2250  *      B_VMIO case.
2251  */
2252 static void
2253 vfs_setdirty(struct buf *bp) 
2254 {
2255         int i;
2256         vm_object_t object;
2257
2258         /*
2259          * Degenerate case - empty buffer
2260          */
2261
2262         if (bp->b_bufsize == 0)
2263                 return;
2264
2265         /*
2266          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2267          * object has been flushed yet.  The OBJ_WRITEABLE flag
2268          * is not cleared simply by protecting pages off.
2269          */
2270
2271         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
2272                 return;
2273
2274         object = bp->b_pages[0]->object;
2275         VM_OBJECT_LOCK(object);
2276         if ((object->flags & OBJ_WRITEABLE) && !(object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
2277                 printf("Warning: object %p writeable but not mightbedirty\n", object);
2278         if (!(object->flags & OBJ_WRITEABLE) && (object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
2279                 printf("Warning: object %p mightbedirty but not writeable\n", object);
2280
2281         if (object->flags & (OBJ_MIGHTBEDIRTY|OBJ_CLEANING)) {
2282                 vm_offset_t boffset;
2283                 vm_offset_t eoffset;
2284
2285                 vm_page_lock_queues();
2286                 /*
2287                  * test the pages to see if they have been modified directly
2288                  * by users through the VM system.
2289                  */
2290                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2291                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2292
2293                 /*
2294                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2295                  * (eoffset - boffset) bytes.
2296                  */
2297
2298                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2299                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2300                                 break;
2301                 }
2302                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2303
2304                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2305                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2306                                 break;
2307                         }
2308                 }
2309                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2310
2311                 vm_page_unlock_queues();
2312                 /*
2313                  * Fit it to the buffer.
2314                  */
2315
2316                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2317                         eoffset = bp->b_bcount;
2318
2319                 /*
2320                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2321                  * dirty range.
2322                  */
2323
2324                 if (boffset < eoffset) {
2325                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2326                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2327                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2328                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2329                 }
2330         }
2331         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
2332 }
2333
2334 /*
2335  *      getblk:
2336  *
2337  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2338  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
2339  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
2340  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
2341  *      READ.
2342  *
2343  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2344  *      an existing buffer.
2345  *
2346  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2347  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2348  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2349  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2350  *
2351  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2352  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2353  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2354  *      backing VM.
2355  *
2356  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2357  *      B_CACHE bit is clear.
2358  *      
2359  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2360  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2361  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2362  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2363  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2364  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2365  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2366  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2367  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
2368  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2369  */
2370 struct buf *
2371 getblk(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
2372     int flags)
2373 {
2374         struct buf *bp;
2375         struct bufobj *bo;
2376         int error;
2377
2378         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
2379         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
2380         if (size > MAXBSIZE)
2381                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
2382
2383         bo = &vp->v_bufobj;
2384 loop:
2385         /*
2386          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
2387          * to completely exhaust the buffer cache.
2388          *
2389          * If this check ever becomes a bottleneck it may be better to
2390          * move it into the else, when gbincore() fails.  At the moment
2391          * it isn't a problem.
2392          *
2393          * XXX remove if 0 sections (clean this up after its proven)
2394          */
2395         if (numfreebuffers == 0) {
2396                 if (curthread == PCPU_GET(idlethread))
2397                         return NULL;
2398                 mtx_lock(&nblock);
2399                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
2400                 mtx_unlock(&nblock);
2401         }
2402
2403         VI_LOCK(vp);
2404         bp = gbincore(bo, blkno);
2405         if (bp != NULL) {
2406                 int lockflags;
2407                 /*
2408                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy, it must
2409                  * be on a queue.
2410                  */
2411                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
2412
2413                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
2414                         lockflags |= LK_NOWAIT;
2415
2416                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
2417                     VI_MTX(vp), "getblk", slpflag, slptimeo);
2418
2419                 /*
2420                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
2421                  * the buffer changed identities.
2422                  */
2423                 if (error == ENOLCK)
2424                         goto loop;
2425                 /* We timed out or were interrupted. */
2426                 else if (error)
2427                         return (NULL);
2428
2429                 /*
2430                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2431                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
2432                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
2433                  * backing VM cache.
2434                  */
2435                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2436                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2437                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
2438                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2439                 bremfree(bp);
2440
2441                 /*
2442                  * check for size inconsistancies for non-VMIO case.
2443                  */
2444
2445                 if (bp->b_bcount != size) {
2446                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
2447                             (size > bp->b_kvasize)) {
2448                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2449                                         /*
2450                                          * If buffer is pinned and caller does
2451                                          * not want sleep  waiting for it to be
2452                                          * unpinned, bail out
2453                                          * */
2454                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
2455                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
2456                                                         bqrelse(bp);
2457                                                         return (NULL);
2458                                                 } else {
2459                                                         bunpin_wait(bp);
2460                                                 }
2461                                         }
2462                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2463                                         bwrite(bp);
2464                                 } else {
2465                                         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL) {
2466                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2467                                                 brelse(bp);
2468                                         } else {
2469                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2470                                                 bwrite(bp);
2471                                         }
2472                                 }
2473                                 goto loop;
2474                         }
2475                 }
2476
2477                 /*
2478                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
2479                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
2480                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
2481                  * unchanged from its previous state.
2482                  */
2483
2484                 if (bp->b_bcount != size)
2485                         allocbuf(bp, size);
2486
2487                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
2488                     ("getblk: no buffer offset"));
2489
2490                 /*
2491                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2492                  * be committed before we can return the buffer in
2493                  * order to prevent the caller from issuing a read
2494                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2495                  * it.
2496                  *
2497                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2498                  * operate properly either because they assume they
2499                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2500                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2501                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2502                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2503                  * preventing further loops.
2504                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2505                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2506                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2507                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2508                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2509                  * after the write.
2510                  *
2511                  * We might be able to do something fancy, like setting
2512                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2513                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2514                  * confusing.  This is much easier.
2515                  */
2516
2517                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2518                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2519                         bwrite(bp);
2520                         goto loop;
2521                 }
2522                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2523         } else {
2524                 int bsize, maxsize, vmio;
2525                 off_t offset;
2526
2527                 /*
2528                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2529                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2530                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2531                  */
2532                 VI_UNLOCK(vp);
2533                 /*
2534                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
2535                  * here.
2536                  */
2537                 if (flags & GB_NOCREAT)
2538                         return NULL;
2539                 bsize = bo->bo_bsize;
2540                 offset = blkno * bsize;
2541                 vmio = vp->v_object != NULL;
2542                 maxsize = vmio ? size + (offset & PAGE_MASK) : size;
2543                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2544
2545                 bp = getnewbuf(slpflag, slptimeo, size, maxsize);
2546                 if (bp == NULL) {
2547                         if (slpflag || slptimeo)
2548                                 return NULL;
2549                         goto loop;
2550                 }
2551
2552                 /*
2553                  * This code is used to make sure that a buffer is not
2554                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
2555                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
2556                  * If the buffer is created out from under us, we have to
2557                  * throw away the one we just created.
2558                  *
2559                  * Note: this must occur before we associate the buffer
2560                  * with the vp especially considering limitations in
2561                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
2562                  * lblkno's.
2563                  */
2564                 BO_LOCK(bo);
2565                 if (gbincore(bo, blkno)) {
2566                         BO_UNLOCK(bo);
2567                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2568                         brelse(bp);
2569                         goto loop;
2570                 }
2571
2572                 /*
2573                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
2574                  * be found by incore.
2575                  */
2576                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
2577                 bp->b_offset = offset;
2578
2579                 bgetvp(vp, bp);
2580                 BO_UNLOCK(bo);
2581
2582                 /*
2583                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
2584                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
2585                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
2586                  * backing store for validity.
2587                  */
2588
2589                 if (vmio) {
2590                         bp->b_flags |= B_VMIO;
2591 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2592                         if (vn_canvmio(vp) != TRUE)
2593                                 printf("getblk: VMIO on vnode type %d\n",
2594                                         vp->v_type);
2595 #endif
2596                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
2597                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
2598                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
2599                 } else {
2600                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
2601                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
2602                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
2603                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
2604                 }
2605
2606                 allocbuf(bp, size);
2607                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2608         }
2609         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
2610         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) == 1, ("getblk: bp %p not locked",bp));
2611         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
2612             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
2613         return (bp);
2614 }
2615
2616 /*
2617  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
2618  * set to B_INVAL.
2619  */
2620 struct buf *
2621 geteblk(int size)
2622 {
2623         struct buf *bp;
2624         int maxsize;
2625
2626         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2627         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, maxsize)) == 0)
2628                 continue;
2629         allocbuf(bp, size);
2630         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2631         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) == 1, ("geteblk: bp %p not locked",bp));
2632         return (bp);
2633 }
2634
2635
2636 /*
2637  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2638  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2639  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2640  * resize a buffer up or down.
2641  *
2642  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2643  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
2644  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
2645  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2646  *
2647  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2648  * B_CACHE for the non-VMIO case.
2649  */
2650
2651 int
2652 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2653 {
2654         int newbsize, mbsize;
2655         int i;
2656
2657         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
2658                 panic("allocbuf: buffer not busy");
2659
2660         if (bp->b_kvasize < size)
2661                 panic("allocbuf: buffer too small");
2662
2663         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2664                 caddr_t origbuf;
2665                 int origbufsize;
2666                 /*
2667                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
2668                  * mess with B_CACHE.
2669                  */
2670                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2671                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2672                         newbsize = mbsize;
2673                 else
2674                         newbsize = round_page(size);
2675
2676                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2677                         /*
2678                          * malloced buffers are not shrunk
2679                          */
2680                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2681                                 if (newbsize) {
2682                                         bp->b_bcount = size;
2683                                 } else {
2684                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
2685                                         if (bp->b_bufsize) {
2686                                                 atomic_subtract_int(
2687                                                     &bufmallocspace,
2688                                                     bp->b_bufsize);
2689                                                 bufspacewakeup();
2690                                                 bp->b_bufsize = 0;
2691                                         }
2692                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2693                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2694                                         bp->b_bcount = 0;
2695                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2696                                 }
2697                                 return 1;
2698                         }               
2699                         vm_hold_free_pages(
2700                             bp,
2701                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
2702                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
2703                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
2704                         /*
2705                          * We only use malloced memory on the first allocation.
2706                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
2707                          * grows.
2708                          */
2709                         /*
2710                          * There is a potential smp race here that could lead
2711                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
2712                          * is probably extremely rare and not worth worrying
2713                          * over.
2714                          */
2715                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
2716                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
2717                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
2718
2719                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
2720                                 bp->b_bufsize = mbsize;
2721                                 bp->b_bcount = size;
2722                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
2723                                 atomic_add_int(&bufmallocspace, mbsize);
2724                                 return 1;
2725                         }
2726                         origbuf = NULL;
2727                         origbufsize = 0;
2728                         /*
2729                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
2730                          * then we revert to the page-allocation scheme.
2731                          */
2732                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2733                                 origbuf = bp->b_data;
2734                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
2735                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2736                                 if (bp->b_bufsize) {
2737                                         atomic_subtract_int(&bufmallocspace,
2738                                             bp->b_bufsize);
2739                                         bufspacewakeup();
2740                                         bp->b_bufsize = 0;
2741                                 }
2742                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2743                                 newbsize = round_page(newbsize);
2744                         }
2745                         vm_hold_load_pages(
2746                             bp,
2747                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
2748                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
2749                         if (origbuf) {
2750                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
2751                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
2752                         }
2753                 }
2754         } else {
2755                 int desiredpages;
2756
2757                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2758                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
2759                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
2760
2761                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2762                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
2763                 /*
2764                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
2765                  * 0-length.
2766                  */
2767                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2768                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2769
2770                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2771                         /*
2772                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
2773                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
2774                          * if we have to remove any pages.
2775                          */
2776                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
2777                                 vm_page_t m;
2778
2779                                 VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2780                                 vm_page_lock_queues();
2781                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2782                                         /*
2783                                          * the page is not freed here -- it
2784                                          * is the responsibility of 
2785                                          * vnode_pager_setsize
2786                                          */
2787                                         m = bp->b_pages[i];
2788                                         KASSERT(m != bogus_page,
2789                                             ("allocbuf: bogus page found"));
2790                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m, TRUE, "biodep"))
2791                                                 vm_page_lock_queues();
2792
2793                                         bp->b_pages[i] = NULL;
2794                                         vm_page_unwire(m, 0);
2795                                 }
2796                                 vm_page_unlock_queues();
2797                                 VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2798                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2799                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_npages - desiredpages));
2800                                 bp->b_npages = desiredpages;
2801                         }
2802                 } else if (size > bp->b_bcount) {
2803                         /*
2804                          * We are growing the buffer, possibly in a 
2805                          * byte-granular fashion.
2806                          */
2807                         struct vnode *vp;
2808                         vm_object_t obj;
2809                         vm_offset_t toff;
2810                         vm_offset_t tinc;
2811
2812                         /*
2813                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
2814                          * allocating them if necessary.  We must clear
2815                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
2816                          * range covered by the buffer.
2817                          */
2818
2819                         vp = bp->b_vp;
2820                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2821
2822                         VM_OBJECT_LOCK(obj);
2823                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
2824                                 vm_page_t m;
2825                                 vm_pindex_t pi;
2826
2827                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages;
2828                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
2829                                         /*
2830                                          * note: must allocate system pages
2831                                          * since blocking here could intefere
2832                                          * with paging I/O, no matter which
2833                                          * process we are.
2834                                          */
2835                                         m = vm_page_alloc(obj, pi,
2836                                             VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SYSTEM |
2837                                             VM_ALLOC_WIRED);
2838                                         if (m == NULL) {
2839                                                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
2840                                                     desiredpages - bp->b_npages);
2841                                                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2842                                                 VM_WAIT;
2843                                                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
2844                                         } else {
2845                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2846                                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2847                                                 ++bp->b_npages;
2848                                         }
2849                                         continue;
2850                                 }
2851
2852                                 /*
2853                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
2854                                  * retry because it might have gotten freed out
2855                                  * from under us.
2856                                  *
2857                                  * We can only test PG_BUSY here.  Blocking on
2858                                  * m->busy might lead to a deadlock:
2859                                  *
2860                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
2861                                  *
2862                                  */
2863                                 vm_page_lock_queues();
2864                                 if (vm_page_sleep_if_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
2865                                         continue;
2866
2867                                 /*
2868                                  * We have a good page.  Should we wakeup the
2869                                  * page daemon?
2870                                  */
2871                                 if ((curproc != pageproc) &&
2872                                     (VM_PAGE_INQUEUE1(m, PQ_CACHE)) &&
2873                                     ((cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count) <
2874                                         (cnt.v_free_min + cnt.v_cache_min))) {
2875                                         pagedaemon_wakeup();
2876                                 }
2877                                 vm_page_wire(m);
2878                                 vm_page_unlock_queues();
2879                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2880                                 ++bp->b_npages;
2881                         }
2882
2883                         /*
2884                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
2885                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
2886                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
2887                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
2888                          * aligned range ( newbsize ).
2889                          *
2890                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
2891                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
2892                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
2893                          * fails with NFS if the server or some other client
2894                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
2895                          * B_CACHE may remain set! XXX
2896                          */
2897
2898                         toff = bp->b_bcount;
2899                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
2900
2901                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
2902                                 vm_pindex_t pi;
2903
2904                                 if (tinc > (size - toff))
2905                                         tinc = size - toff;
2906
2907                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
2908                                     PAGE_SHIFT;
2909
2910                                 vfs_buf_test_cache(
2911                                     bp, 
2912                                     bp->b_offset,
2913                                     toff, 
2914                                     tinc, 
2915                                     bp->b_pages[pi]
2916                                 );
2917                                 toff += tinc;
2918                                 tinc = PAGE_SIZE;
2919                         }
2920                         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2921
2922                         /*
2923                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
2924                          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but 
2925                          * bp->b_offset may be offset into the first page.
2926                          */
2927
2928                         bp->b_data = (caddr_t)
2929                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
2930                         pmap_qenter(
2931                             (vm_offset_t)bp->b_data,
2932                             bp->b_pages, 
2933                             bp->b_npages
2934                         );
2935                         
2936                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
2937                             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
2938                 }
2939         }
2940         if (newbsize < bp->b_bufsize)
2941                 bufspacewakeup();
2942         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
2943         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
2944         return 1;
2945 }
2946
2947 void
2948 biodone(struct bio *bp)
2949 {
2950         void (*done)(struct bio *);
2951
2952         mtx_lock(&bdonelock);
2953         bp->bio_flags |= BIO_DONE;
2954         done = bp->bio_done;
2955         if (done == NULL)
2956                 wakeup(bp);
2957         mtx_unlock(&bdonelock);
2958         if (done != NULL)
2959                 done(bp);
2960 }
2961
2962 /*
2963  * Wait for a BIO to finish.
2964  *
2965  * XXX: resort to a timeout for now.  The optimal locking (if any) for this
2966  * case is not yet clear.
2967  */
2968 int
2969 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
2970 {
2971
2972         mtx_lock(&bdonelock);
2973         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
2974                 msleep(bp, &bdonelock, PRIBIO, wchan, hz / 10);
2975         mtx_unlock(&bdonelock);
2976         if (bp->bio_error != 0)
2977                 return (bp->bio_error);
2978         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
2979                 return (0);
2980         return (EIO);
2981 }
2982
2983 void
2984 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
2985 {
2986         
2987         if (error) {
2988                 bp->bio_error = error;
2989                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
2990         }
2991         if (stat != NULL)
2992                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
2993         biodone(bp);
2994 }
2995
2996 /*
2997  *      bufwait:
2998  *
2999  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3000  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3001  *      error and cleared.
3002  */
3003 int
3004 bufwait(struct buf *bp)
3005 {
3006         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3007                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3008         else
3009                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3010         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3011                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3012                 return (EINTR);
3013         }
3014         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3015                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3016         } else {
3017                 return (0);
3018         }
3019 }
3020
3021  /*
3022   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3023   */
3024 static void
3025 bufdonebio(struct bio *bip)
3026 {
3027         struct buf *bp;
3028
3029         bp = bip->bio_caller2;
3030         bp->b_resid = bp->b_bcount - bip->bio_completed;
3031         bp->b_resid = bip->bio_resid;   /* XXX: remove */
3032         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3033         bp->b_error = bip->bio_error;
3034         if (bp->b_error)
3035                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3036         bufdone(bp);
3037         g_destroy_bio(bip);
3038 }
3039
3040 void
3041 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3042 {
3043         struct cdevsw *csw;
3044         struct bio *bip;
3045
3046         if ((!bp->b_iocmd) || (bp->b_iocmd & (bp->b_iocmd - 1)))
3047                 panic("b_iocmd botch");
3048         for (;;) {
3049                 bip = g_new_bio();
3050                 if (bip != NULL)
3051                         break;
3052                 /* Try again later */
3053                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3054         }
3055         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3056         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3057         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3058         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3059         bip->bio_data = bp->b_data;
3060         bip->bio_done = bufdonebio;
3061         bip->bio_caller2 = bp;
3062         bip->bio_dev = dev;
3063         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3064             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s)",
3065             devtoname(dev)));
3066         csw = dev_refthread(dev);
3067         if (csw == NULL) {
3068                 bp->b_error = ENXIO;
3069                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3070                 bufdone(bp);
3071                 return;
3072         }
3073         (*csw->d_strategy)(bip);
3074         dev_relthread(dev);
3075 }
3076
3077 /*
3078  *      bufdone:
3079  *
3080  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3081  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3082  *      not allowed.
3083  *
3084  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3085  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3086  *      assuming B_INVAL is clear.
3087  *
3088  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3089  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3090  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3091  *
3092  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3093  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3094  *      in the biodone routine.
3095  */
3096 void
3097 bufdone(struct buf *bp)
3098 {
3099         struct bufobj *dropobj;
3100         void    (*biodone)(struct buf *);
3101
3102         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3103         dropobj = NULL;
3104
3105         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) > 0, ("biodone: bp %p not busy %d", bp,
3106             BUF_REFCNT(bp)));
3107         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3108
3109         runningbufwakeup(bp);
3110         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3111                 dropobj = bp->b_bufobj;
3112         /* call optional completion function if requested */
3113         if (bp->b_iodone != NULL) {
3114                 biodone = bp->b_iodone;
3115                 bp->b_iodone = NULL;
3116                 (*biodone) (bp);
3117                 if (dropobj)
3118                         bufobj_wdrop(dropobj);
3119                 return;
3120         }
3121
3122         bufdone_finish(bp);
3123
3124         if (dropobj)
3125                 bufobj_wdrop(dropobj);
3126 }
3127
3128 void
3129 bufdone_finish(struct buf *bp)
3130 {
3131         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) > 0, ("biodone: bp %p not busy %d", bp,
3132             BUF_REFCNT(bp)));
3133
3134         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
3135                 buf_complete(bp);
3136
3137         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3138                 int i;
3139                 vm_ooffset_t foff;
3140                 vm_page_t m;
3141                 vm_object_t obj;
3142                 int iosize;
3143                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3144
3145                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3146
3147 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3148                 mp_fixme("usecount and vflag accessed without locks.");
3149                 if (vp->v_usecount == 0) {
3150                         panic("biodone: zero vnode ref count");
3151                 }
3152
3153                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3154                         ("biodone: vnode %p has no vm_object", vp));
3155 #endif
3156
3157                 foff = bp->b_offset;
3158                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3159                     ("biodone: no buffer offset"));
3160
3161                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
3162 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3163                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_npages) {
3164                         printf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_npages(%d)\n",
3165                             obj->paging_in_progress, bp->b_npages);
3166                 }
3167 #endif
3168
3169                 /*
3170                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3171                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3172                  * routines.
3173                  */
3174                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3175                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3176                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3177                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3178                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3179                 }
3180                 vm_page_lock_queues();
3181                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3182                         int bogusflag = 0;
3183                         int resid;
3184
3185                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3186                         if (resid > iosize)
3187                                 resid = iosize;
3188
3189                         /*
3190                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3191                          */
3192                         m = bp->b_pages[i];
3193                         if (m == bogus_page) {
3194                                 bogusflag = 1;
3195                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3196                                 if (m == NULL)
3197                                         panic("biodone: page disappeared!");
3198                                 bp->b_pages[i] = m;
3199                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3200                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3201                         }
3202 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3203                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3204                                 printf(
3205 "biodone: foff(%jd)/m->pindex(%ju) mismatch\n",
3206                                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex);
3207                         }
3208 #endif
3209
3210                         /*
3211                          * In the write case, the valid and clean bits are
3212                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3213                          * only need to do this here in the read case.
3214                          */
3215                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3216                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3217                         }
3218
3219                         /*
3220                          * when debugging new filesystems or buffer I/O methods, this
3221                          * is the most common error that pops up.  if you see this, you
3222                          * have not set the page busy flag correctly!!!
3223                          */
3224                         if (m->busy == 0) {
3225                                 printf("biodone: page busy < 0, "
3226                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
3227                                     "resid: %d, index: %d\n",
3228                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
3229                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
3230                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
3231                                         printf(" iosize: %jd, lblkno: %jd, flags: 0x%x, npages: %d\n",
3232                                             (intmax_t)bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3233                                             (intmax_t) bp->b_lblkno,
3234                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
3235                                 else
3236                                         printf(" VDEV, lblkno: %jd, flags: 0x%x, npages: %d\n",
3237                                             (intmax_t) bp->b_lblkno,
3238                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
3239                                 printf(" valid: 0x%lx, dirty: 0x%lx, wired: %d\n",
3240                                     (u_long)m->valid, (u_long)m->dirty,
3241                                     m->wire_count);
3242                                 panic("biodone: page busy < 0\n");
3243                         }
3244                         vm_page_io_finish(m);
3245                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3246                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3247                         iosize -= resid;
3248                 }
3249                 vm_page_unlock_queues();
3250                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3251                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3252         }
3253
3254         /*
3255          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3256          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3257          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3258          */
3259
3260         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3261                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3262                         brelse(bp);
3263                 else
3264                         bqrelse(bp);
3265         } else
3266                 bdone(bp);
3267 }
3268
3269 /*
3270  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3271  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3272  * consistant.
3273  */
3274 void
3275 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3276 {
3277         int i;
3278         vm_object_t obj;
3279         vm_page_t m;
3280
3281         runningbufwakeup(bp);
3282         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3283                 return;
3284
3285         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3286         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3287         vm_page_lock_queues();
3288         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3289                 m = bp->b_pages[i];
3290                 if (m == bogus_page) {
3291                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3292                         if (!m)
3293                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3294                         bp->b_pages[i] = m;
3295                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3296                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3297                 }
3298                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3299                 vm_page_io_finish(m);
3300         }
3301         vm_page_unlock_queues();
3302         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3303         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3304 }
3305
3306 /*
3307  * vfs_page_set_valid:
3308  *
3309  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3310  *      range is restricted to the buffer's size.
3311  *
3312  *      This routine is typically called after a read completes.
3313  */
3314 static void
3315 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, int pageno, vm_page_t m)
3316 {
3317         vm_ooffset_t soff, eoff;
3318
3319         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
3320         /*
3321          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3322          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3323          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3324          * of the buffer.
3325          */
3326         soff = off;
3327         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3328         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3329                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3330
3331         /*
3332          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3333          * entire page.
3334          */
3335         if (eoff > soff) {
3336                 vm_page_set_validclean(
3337                     m,
3338                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3339                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3340                 );
3341         }
3342 }
3343
3344 /*
3345  * This routine is called before a device strategy routine.
3346  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3347  * progress, and treat the pages associated with the buffer
3348  * almost as being PG_BUSY.  Also the object paging_in_progress
3349  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
3350  * inconsistant.
3351  *
3352  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3353  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3354  * and should be ignored.
3355  */
3356 void
3357 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
3358 {
3359         int i, bogus;
3360         vm_object_t obj;
3361         vm_ooffset_t foff;
3362         vm_page_t m;
3363
3364         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3365                 return;
3366
3367         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3368         foff = bp->b_offset;
3369         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3370             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
3371         vfs_setdirty(bp);
3372         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3373 retry:
3374         vm_page_lock_queues();
3375         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3376                 m = bp->b_pages[i];
3377
3378                 if (vm_page_sleep_if_busy(m, FALSE, "vbpage"))
3379                         goto retry;
3380         }
3381         bogus = 0;
3382         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3383                 m = bp->b_pages[i];
3384
3385                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
3386                         vm_object_pip_add(obj, 1);
3387                         vm_page_io_start(m);
3388                 }
3389                 /*
3390                  * When readying a buffer for a read ( i.e
3391                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
3392                  * bogus_page replacement for valid pages in 
3393                  * partially instantiated buffers.  Partially 
3394                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
3395                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
3396                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
3397                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
3398                  * first place ).  The replacement prevents the read
3399                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
3400                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
3401                  * It may not work properly with small-block devices.
3402                  * We need to find a better way.
3403                  */
3404                 pmap_remove_all(m);
3405                 if (clear_modify)
3406                         vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3407                 else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3408                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
3409                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
3410                         bogus++;
3411                 }
3412                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3413         }
3414         vm_page_unlock_queues();
3415         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3416         if (bogus)
3417                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3418                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3419 }
3420
3421 /*
3422  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3423  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3424  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3425  *
3426  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3427  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3428  */
3429 static void
3430 vfs_clean_pages(struct buf *bp)
3431 {
3432         int i;
3433         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3434         vm_page_t m;
3435
3436         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3437                 return;
3438
3439         foff = bp->b_offset;
3440         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3441             ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
3442         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3443         vm_page_lock_queues();
3444         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3445                 m = bp->b_pages[i];
3446                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3447                 eoff = noff;
3448
3449                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3450                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3451                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3452                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3453                 foff = noff;
3454         }
3455         vm_page_unlock_queues();
3456         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3457 }
3458
3459 /*
3460  *      vfs_bio_set_validclean:
3461  *
3462  *      Set the range within the buffer to valid and clean.  The range is 
3463  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that b_offset
3464  *      itself may be offset from the beginning of the first page.
3465  *
3466  */
3467
3468 void   
3469 vfs_bio_set_validclean(struct buf *bp, int base, int size)
3470 {
3471         int i, n;
3472         vm_page_t m;
3473
3474         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3475                 return;
3476         /*
3477          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
3478          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
3479          * first page that can be validated.
3480          */
3481
3482         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3483         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
3484
3485         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3486         vm_page_lock_queues();
3487         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
3488                 m = bp->b_pages[i];
3489                 if (n > size)
3490                         n = size;
3491                 vm_page_set_validclean(m, base & PAGE_MASK, n);
3492                 base += n;
3493                 size -= n;
3494                 n = PAGE_SIZE;
3495         }
3496         vm_page_unlock_queues();
3497         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3498 }
3499
3500 /*
3501  *      vfs_bio_clrbuf:
3502  *
3503  *      clear a buffer.  This routine essentially fakes an I/O, so we need
3504  *      to clear BIO_ERROR and B_INVAL.
3505  *
3506  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
3507  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
3508  */
3509
3510 void
3511 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
3512 {
3513         int i, j, mask = 0;
3514         caddr_t sa, ea;
3515
3516         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
3517                 clrbuf(bp);
3518                 return;
3519         }
3520
3521         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
3522         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
3523         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3524         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
3525             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
3526                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
3527                         goto unlock;
3528                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
3529                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[0]->object, MA_OWNED);
3530                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
3531                         goto unlock;
3532                 if (((bp->b_pages[0]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
3533                     ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0)) {
3534                         bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
3535                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
3536                         goto unlock;
3537                 }
3538         }
3539         ea = sa = bp->b_data;
3540         for(i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = ea) {
3541                 ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
3542                 ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
3543                     (u_long)(vm_offset_t)ea,
3544                     (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
3545                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
3546                         continue;
3547                 j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
3548                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
3549                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[i]->object, MA_OWNED);
3550                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
3551                         continue;
3552                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0) {
3553                         if ((bp->b_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0)
3554                                 bzero(sa, ea - sa);
3555                 } else {
3556                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
3557                                 if (((bp->b_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
3558                                     (bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0)
3559                                         bzero(sa, DEV_BSIZE);
3560                         }
3561                 }
3562                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
3563         }
3564 unlock:
3565         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3566         bp->b_resid = 0;
3567 }
3568
3569 /*
3570  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
3571  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
3572  * not associated with a file object.
3573  */
3574 static void
3575 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3576 {
3577         vm_offset_t pg;
3578         vm_page_t p;
3579         int index;
3580
3581         to = round_page(to);
3582         from = round_page(from);
3583         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3584
3585         VM_OBJECT_LOCK(kernel_object);
3586         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3587 tryagain:
3588                 /*
3589                  * note: must allocate system pages since blocking here
3590                  * could intefere with paging I/O, no matter which
3591                  * process we are.
3592                  */
3593                 p = vm_page_alloc(kernel_object,
3594                         ((pg - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT),
3595                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED);
3596                 if (!p) {
3597                         atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
3598                             (to - pg) >> PAGE_SHIFT);
3599                         VM_OBJECT_UNLOCK(kernel_object);
3600                         VM_WAIT;
3601                         VM_OBJECT_LOCK(kernel_object);
3602                         goto tryagain;
3603                 }
3604                 p->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3605                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
3606                 bp->b_pages[index] = p;
3607         }
3608         VM_OBJECT_UNLOCK(kernel_object);
3609         bp->b_npages = index;
3610 }
3611
3612 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
3613 static void
3614 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3615 {
3616         vm_offset_t pg;
3617         vm_page_t p;
3618         int index, newnpages;
3619
3620         from = round_page(from);
3621         to = round_page(to);
3622         newnpages = index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3623
3624         VM_OBJECT_LOCK(kernel_object);
3625         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3626                 p = bp->b_pages[index];
3627                 if (p && (index < bp->b_npages)) {
3628                         if (p->busy) {
3629                                 printf(
3630                             "vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
3631                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
3632                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
3633                         }
3634                         bp->b_pages[index] = NULL;
3635                         pmap_qremove(pg, 1);
3636                         vm_page_lock_queues();
3637                         vm_page_unwire(p, 0);
3638                         vm_page_free(p);
3639                         vm_page_unlock_queues();
3640                 }
3641         }
3642         VM_OBJECT_UNLOCK(kernel_object);
3643         bp->b_npages = newnpages;
3644 }
3645
3646 /*
3647  * Map an IO request into kernel virtual address space.
3648  *
3649  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
3650  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
3651  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
3652  *
3653  * Note that even if the caller determines that the address space should
3654  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
3655  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
3656  * check the return value.
3657  */
3658 int
3659 vmapbuf(struct buf *bp)
3660 {
3661         caddr_t addr, kva;
3662         vm_prot_t prot;
3663         int pidx, i;
3664         struct vm_page *m;
3665         struct pmap *pmap = &curproc->p_vmspace->vm_pmap;
3666
3667         if (bp->b_bufsize < 0)
3668                 return (-1);
3669         prot = VM_PROT_READ;
3670         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3671                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
3672         for (addr = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), pidx = 0;
3673              addr < bp->b_data + bp->b_bufsize;
3674              addr += PAGE_SIZE, pidx++) {
3675                 /*
3676                  * Do the vm_fault if needed; do the copy-on-write thing
3677                  * when reading stuff off device into memory.
3678                  *
3679                  * NOTE! Must use pmap_extract() because addr may be in
3680                  * the userland address space, and kextract is only guarenteed
3681                  * to work for the kernland address space (see: sparc64 port).
3682                  */
3683 retry:
3684                 if (vm_fault_quick(addr >= bp->b_data ? addr : bp->b_data,
3685                     prot) < 0) {
3686                         vm_page_lock_queues();
3687                         for (i = 0; i < pidx; ++i) {
3688                                 vm_page_unhold(bp->b_pages[i]);
3689                                 bp->b_pages[i] = NULL;
3690                         }
3691                         vm_page_unlock_queues();
3692                         return(-1);
3693                 }
3694                 m = pmap_extract_and_hold(pmap, (vm_offset_t)addr, prot);
3695                 if (m == NULL)
3696                         goto retry;
3697                 bp->b_pages[pidx] = m;
3698         }
3699         if (pidx > btoc(MAXPHYS))
3700                 panic("vmapbuf: mapped more than MAXPHYS");
3701         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
3702         
3703         kva = bp->b_saveaddr;
3704         bp->b_npages = pidx;
3705         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
3706         bp->b_data = kva + (((vm_offset_t) bp->b_data) & PAGE_MASK);
3707         return(0);
3708 }
3709
3710 /*
3711  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
3712  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
3713  */
3714 void
3715 vunmapbuf(struct buf *bp)
3716 {
3717         int pidx;
3718         int npages;
3719
3720         npages = bp->b_npages;
3721         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
3722         vm_page_lock_queues();
3723         for (pidx = 0; pidx < npages; pidx++)
3724                 vm_page_unhold(bp->b_pages[pidx]);
3725         vm_page_unlock_queues();
3726
3727         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3728 }
3729
3730 void
3731 bdone(struct buf *bp)
3732 {
3733
3734         mtx_lock(&bdonelock);
3735         bp->b_flags |= B_DONE;
3736         wakeup(bp);
3737         mtx_unlock(&bdonelock);
3738 }
3739
3740 void
3741 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
3742 {
3743
3744         mtx_lock(&bdonelock);
3745         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
3746                 msleep(bp, &bdonelock, pri, wchan, 0);
3747         mtx_unlock(&bdonelock);
3748 }
3749
3750 int
3751 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor, struct thread *td)
3752 {
3753
3754         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, td));
3755 }
3756
3757 void
3758 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
3759 {
3760         int i = 0;
3761         struct vnode *vp;
3762
3763         vp = bp->b_vp;
3764         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
3765         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
3766             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
3767         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
3768         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
3769 }
3770
3771 void
3772 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
3773 {
3774
3775         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3776         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3777         bo->bo_numoutput++;
3778 }
3779
3780 void
3781 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
3782 {
3783
3784         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3785         BO_LOCK(bo);
3786         bo->bo_numoutput++;
3787         BO_UNLOCK(bo);
3788 }
3789
3790 void
3791 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
3792 {
3793
3794         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
3795         BO_LOCK(bo);
3796         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
3797         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
3798                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
3799                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
3800         }
3801         BO_UNLOCK(bo);
3802 }
3803
3804 int
3805 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
3806 {
3807         int error;
3808
3809         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
3810         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3811         error = 0;
3812         while (bo->bo_numoutput) {
3813                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
3814                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_MTX(bo),
3815                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
3816                 if (error)
3817                         break;
3818         }
3819         return (error);
3820 }
3821
3822 void
3823 bpin(struct buf *bp)
3824 {
3825         mtx_lock(&bpinlock);
3826         bp->b_pin_count++;
3827         mtx_unlock(&bpinlock);
3828 }
3829
3830 void
3831 bunpin(struct buf *bp)
3832 {
3833         mtx_lock(&bpinlock);
3834         if (--bp->b_pin_count == 0)
3835                 wakeup(bp);
3836         mtx_unlock(&bpinlock);
3837 }
3838
3839 void
3840 bunpin_wait(struct buf *bp)
3841 {
3842         mtx_lock(&bpinlock);
3843         while (bp->b_pin_count > 0)
3844                 msleep(bp, &bpinlock, PRIBIO, "bwunpin", 0);
3845         mtx_unlock(&bpinlock);
3846 }
3847
3848 #include "opt_ddb.h"
3849 #ifdef DDB
3850 #include <ddb/ddb.h>
3851
3852 /* DDB command to show buffer data */
3853 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
3854 {
3855         /* get args */
3856         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
3857
3858         if (!have_addr) {
3859                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
3860                 return;
3861         }
3862
3863         db_printf("buf at %p\n", bp);
3864         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
3865         db_printf(
3866             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
3867             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd\n",
3868             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
3869             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno);
3870         if (bp->b_npages) {
3871                 int i;
3872                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
3873                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3874                         vm_page_t m;
3875                         m = bp->b_pages[i];
3876                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
3877                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3878                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
3879                                 db_printf(",");
3880                 }
3881                 db_printf("\n");
3882         }
3883         lockmgr_printinfo(&bp->b_lock);
3884 }
3885
3886 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
3887 {
3888         struct buf *bp;
3889         int i;
3890
3891         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
3892                 bp = &buf[i];
3893                 if (lockcount(&bp->b_lock)) {
3894                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
3895                         db_printf("\n");
3896                 }
3897         }
3898 }
3899 #endif /* DDB */