sys/kern/vfs_bio.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice immediately at the beginning of the file, without modification,
  10  *    this list of conditions, and the following disclaimer.
  11  * 2. Absolutely no warranty of function or purpose is made by the author
  12  *              John S. Dyson.
  13  *
  14  * $Id: vfs_bio.c,v 1.210 1999/05/06 20:00:26 phk Exp $
  15  */
  16
  17 /*
  18  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
  19  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
  20  * sure that the performance degradation associated with schemes such
  21  * as this is not realized.
  22  *
  23  * Author:  John S. Dyson
  24  * Significant help during the development and debugging phases
  25  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
  26  *
  27  * see man buf(9) for more info.
  28  */
  29
  30 #define VMIO
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/sysproto.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/sysctl.h>
  36 #include <sys/proc.h>
  37 #include <sys/vnode.h>
  38 #include <sys/vmmeter.h>
  39 #include <sys/lock.h>
  40 #include <miscfs/specfs/specdev.h>
  41 #include <vm/vm.h>
  42 #include <vm/vm_param.h>
  43 #include <vm/vm_prot.h>
  44 #include <vm/vm_kern.h>
  45 #include <vm/vm_pageout.h>
  46 #include <vm/vm_page.h>
  47 #include <vm/vm_object.h>
  48 #include <vm/vm_extern.h>
  49 #include <vm/vm_map.h>
  50 #include <sys/buf.h>
  51 #include <sys/mount.h>
  52 #include <sys/malloc.h>
  53 #include <sys/resourcevar.h>
  54
  55 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "BIO buffer", "BIO buffer");
  56
  57 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
  58
  59 #if 0   /* replaced bu sched_sync */
  60 static void vfs_update __P((void));
  61 static struct   proc *updateproc;
  62 static struct kproc_desc up_kp = {
  63         "update",
  64         vfs_update,
  65         &updateproc
  66 };
  67 SYSINIT_KT(update, SI_SUB_KTHREAD_UPDATE, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &up_kp)
  68 #endif
  69
  70 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
  71 struct swqueue bswlist;
  72
  73 static void vm_hold_free_pages(struct buf * bp, vm_offset_t from,
  74                 vm_offset_t to);
  75 static void vm_hold_load_pages(struct buf * bp, vm_offset_t from,
  76                 vm_offset_t to);
  77 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
  78                                int pageno, vm_page_t m);
  79 static void vfs_clean_pages(struct buf * bp);
  80 static void vfs_setdirty(struct buf *bp);
  81 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
  82 static void flushdirtybuffers(int slpflag, int slptimeo);
  83 static int flushbufqueues(void);
  84
  85 /*
  86  * Internal update daemon, process 3
  87  *      The variable vfs_update_wakeup allows for internal syncs.
  88  */
  89 int vfs_update_wakeup;
  90
  91 /*
  92  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
  93  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
  94  * really that bad.  it would be better to split the buffer
  95  * for input in the case of buffers partially already in memory,
  96  * but the code is intricate enough already.
  97  */
  98 vm_page_t bogus_page;
  99 int runningbufspace;
 100 static vm_offset_t bogus_offset;
 101
 102 static int bufspace, maxbufspace, vmiospace, maxvmiobufspace,
 103         bufmallocspace, maxbufmallocspace, hibufspace;
 104 static int needsbuffer;
 105 static int numdirtybuffers, lodirtybuffers, hidirtybuffers;
 106 static int numfreebuffers, lofreebuffers, hifreebuffers;
 107 static int kvafreespace;
 108
 109 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD,
 110         &numdirtybuffers, 0, "");
 111 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW,
 112         &lodirtybuffers, 0, "");
 113 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW,
 114         &hidirtybuffers, 0, "");
 115 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD,
 116         &numfreebuffers, 0, "");
 117 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW,
 118         &lofreebuffers, 0, "");
 119 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW,
 120         &hifreebuffers, 0, "");
 121 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD,
 122         &runningbufspace, 0, "");
 123 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RW,
 124         &maxbufspace, 0, "");
 125 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD,
 126         &hibufspace, 0, "");
 127 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD,
 128         &bufspace, 0, "");
 129 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxvmiobufspace, CTLFLAG_RW,
 130         &maxvmiobufspace, 0, "");
 131 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiospace, CTLFLAG_RD,
 132         &vmiospace, 0, "");
 133 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW,
 134         &maxbufmallocspace, 0, "");
 135 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD,
 136         &bufmallocspace, 0, "");
 137 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, kvafreespace, CTLFLAG_RD,
 138         &kvafreespace, 0, "");
 139
 140 static LIST_HEAD(bufhashhdr, buf) bufhashtbl[BUFHSZ], invalhash;
 141 struct bqueues bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
 142
 143 extern int vm_swap_size;
 144
 145 #define BUF_MAXUSE              24
 146
 147 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
 148 #define VFS_BIO_NEED_RESERVED02 0x02    /* unused */
 149 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
 150 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
 151 #define VFS_BIO_NEED_KVASPACE   0x10    /* wait for buffer_map space, emerg  */
 152
 153 /*
 154  *      kvaspacewakeup:
 155  *
 156  *      Called when kva space is potential available for recovery or when
 157  *      kva space is recovered in the buffer_map.  This function wakes up
 158  *      anyone waiting for buffer_map kva space.  Even though the buffer_map
 159  *      is larger then maxbufspace, this situation will typically occur
 160  *      when the buffer_map gets fragmented.
 161  */
 162
 163 static __inline void
 164 kvaspacewakeup(void)
 165 {
 166         /*
 167          * If someone is waiting for KVA space, wake them up.  Even
 168          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
 169          * process will be able to now.
 170          */
 171         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_KVASPACE) {
 172                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_KVASPACE;
 173                 wakeup(&needsbuffer);
 174         }
 175 }
 176
 177 /*
 178  *      bufspacewakeup:
 179  *
 180  *      Called when buffer space is potentially available for recovery or when
 181  *      buffer space is recovered.  getnewbuf() will block on this flag when
 182  *      it is unable to free sufficient buffer space.  Buffer space becomes
 183  *      recoverable when bp's get placed back in the queues.
 184  */
 185
 186 static __inline void
 187 bufspacewakeup(void)
 188 {
 189         /*
 190          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
 191          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
 192          * process will be able to now.
 193          */
 194         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
 195                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
 196                 wakeup(&needsbuffer);
 197         }
 198 }
 199
 200 /*
 201  *      bufcountwakeup:
 202  *
 203  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
 204  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
 205  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
 206  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
 207  */
 208
 209 static __inline void
 210 bufcountwakeup(void)
 211 {
 212         ++numfreebuffers;
 213         if (needsbuffer) {
 214                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
 215                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
 216                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
 217                 wakeup(&needsbuffer);
 218         }
 219 }
 220
 221 /*
 222  *      vfs_buf_test_cache:
 223  *
 224  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
 225  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
 226  *      valid data.
 227  */
 228 static __inline__
 229 void
 230 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
 231                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
 232                   vm_page_t m)
 233 {
 234         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
 235                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
 236                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
 237                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
 238         }
 239 }
 240
 241
 242 /*
 243  * Initialize buffer headers and related structures.
 244  */
 245 void
 246 bufinit()
 247 {
 248         struct buf *bp;
 249         int i;
 250
 251         TAILQ_INIT(&bswlist);
 252         LIST_INIT(&invalhash);
 253
 254         /* first, make a null hash table */
 255         for (i = 0; i < BUFHSZ; i++)
 256                 LIST_INIT(&bufhashtbl[i]);
 257
 258         /* next, make a null set of free lists */
 259         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
 260                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
 261
 262         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
 263         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
 264                 bp = &buf[i];
 265                 bzero(bp, sizeof *bp);
 266                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
 267                 bp->b_dev = NODEV;
 268                 bp->b_rcred = NOCRED;
 269                 bp->b_wcred = NOCRED;
 270                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
 271                 bp->b_xflags = 0;
 272                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
 273                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
 274                 LIST_INSERT_HEAD(&invalhash, bp, b_hash);
 275         }
 276
 277         /*
 278          * maxbufspace is currently calculated to support all filesystem
 279          * blocks to be 8K.  If you happen to use a 16K filesystem, the size
 280          * of the buffer cache is still the same as it would be for 8K
 281          * filesystems.  This keeps the size of the buffer cache "in check"
 282          * for big block filesystems.
 283          *
 284          * maxbufspace is calculated as around 50% of the KVA available in
 285          * the buffer_map ( DFLTSIZE vs BKVASIZE ), I presume to reduce the
 286          * effect of fragmentation.
 287          */
 288         maxbufspace = (nbuf + 8) * DFLTBSIZE;
 289         if ((hibufspace = maxbufspace - MAXBSIZE * 5) <= MAXBSIZE)
 290                 hibufspace = 3 * maxbufspace / 4;
 291 /*
 292  * reserve 1/3 of the buffers for metadata (VDIR) which might not be VMIO'ed
 293  */
 294         maxvmiobufspace = 2 * hibufspace / 3;
 295 /*
 296  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
 297  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
 298  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
 299  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
 300  * (small) directories.
 301  */
 302         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
 303
 304 /*
 305  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
 306  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
 307  */
 308         lodirtybuffers = nbuf / 16 + 10;
 309         hidirtybuffers = nbuf / 8 + 20;
 310         numdirtybuffers = 0;
 311
 312 /*
 313  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
 314  * and give the syncer access to an emergency reserve.
 315  */
 316         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
 317         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
 318         numfreebuffers = nbuf;
 319
 320         kvafreespace = 0;
 321
 322         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(kernel_map, PAGE_SIZE);
 323         bogus_page = vm_page_alloc(kernel_object,
 324                         ((bogus_offset - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT),
 325                         VM_ALLOC_NORMAL);
 326
 327 }
 328
 329 /*
 330  * Free the kva allocation for a buffer
 331  * Must be called only at splbio or higher,
 332  *  as this is the only locking for buffer_map.
 333  */
 334 static void
 335 bfreekva(struct buf * bp)
 336 {
 337         if (bp->b_kvasize) {
 338                 vm_map_delete(buffer_map,
 339                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
 340                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize
 341                 );
 342                 bp->b_kvasize = 0;
 343                 kvaspacewakeup();
 344         }
 345 }
 346
 347 /*
 348  *      bremfree:
 349  *
 350  *      Remove the buffer from the appropriate free list.
 351  */
 352 void
 353 bremfree(struct buf * bp)
 354 {
 355         int s = splbio();
 356         int old_qindex = bp->b_qindex;
 357
 358         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE) {
 359                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY) {
 360                         kvafreespace -= bp->b_kvasize;
 361                 }
 362                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
 363                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
 364                 runningbufspace += bp->b_bufsize;
 365         } else {
 366 #if !defined(MAX_PERF)
 367                 panic("bremfree: removing a buffer when not on a queue");
 368 #endif
 369         }
 370
 371         /*
 372          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
 373          * delayed-write, and it was on the EMPTY, LRU, or AGE queues,
 374          * the buffer was free and we must decrement numfreebuffers.
 375          */
 376         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
 377                 switch(old_qindex) {
 378                 case QUEUE_EMPTY:
 379                 case QUEUE_LRU:
 380                 case QUEUE_AGE:
 381                         --numfreebuffers;
 382                         break;
 383                 default:
 384                         break;
 385                 }
 386         }
 387         splx(s);
 388 }
 389
 390
 391 /*
 392  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
 393  * must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
 394  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
 395  * getblk() ).
 396  */
 397 int
 398 bread(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, struct ucred * cred,
 399     struct buf ** bpp)
 400 {
 401         struct buf *bp;
 402
 403         bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0);
 404         *bpp = bp;
 405
 406         /* if not found in cache, do some I/O */
 407         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 408                 if (curproc != NULL)
 409                         curproc->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
 410                 KASSERT(!(bp->b_flags & B_ASYNC), ("bread: illegal async bp %p", bp));
 411                 bp->b_flags |= B_READ;
 412                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
 413                 if (bp->b_rcred == NOCRED) {
 414                         if (cred != NOCRED)
 415                                 crhold(cred);
 416                         bp->b_rcred = cred;
 417                 }
 418                 vfs_busy_pages(bp, 0);
 419                 VOP_STRATEGY(vp, bp);
 420                 return (biowait(bp));
 421         }
 422         return (0);
 423 }
 424
 425 /*
 426  * Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
 427  * read-ahead blocks.  We must clear B_ERROR and B_INVAL prior
 428  * to initiating I/O . If B_CACHE is set, the buffer is valid
 429  * and we do not have to do anything.
 430  */
 431 int
 432 breadn(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size,
 433     daddr_t * rablkno, int *rabsize,
 434     int cnt, struct ucred * cred, struct buf ** bpp)
 435 {
 436         struct buf *bp, *rabp;
 437         int i;
 438         int rv = 0, readwait = 0;
 439
 440         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0);
 441
 442         /* if not found in cache, do some I/O */
 443         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 444                 if (curproc != NULL)
 445                         curproc->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
 446                 bp->b_flags |= B_READ;
 447                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
 448                 if (bp->b_rcred == NOCRED) {
 449                         if (cred != NOCRED)
 450                                 crhold(cred);
 451                         bp->b_rcred = cred;
 452                 }
 453                 vfs_busy_pages(bp, 0);
 454                 VOP_STRATEGY(vp, bp);
 455                 ++readwait;
 456         }
 457
 458         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
 459                 if (inmem(vp, *rablkno))
 460                         continue;
 461                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0);
 462
 463                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 464                         if (curproc != NULL)
 465                                 curproc->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
 466                         rabp->b_flags |= B_READ | B_ASYNC;
 467                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
 468                         if (rabp->b_rcred == NOCRED) {
 469                                 if (cred != NOCRED)
 470                                         crhold(cred);
 471                                 rabp->b_rcred = cred;
 472                         }
 473                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
 474                         VOP_STRATEGY(vp, rabp);
 475                 } else {
 476                         brelse(rabp);
 477                 }
 478         }
 479
 480         if (readwait) {
 481                 rv = biowait(bp);
 482         }
 483         return (rv);
 484 }
 485
 486 /*
 487  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
 488  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
 489  * is invalid.
 490  *
 491  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
 492  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
 493  * now so we set it generally.  This could be set either here
 494  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
 495  * here.
 496  */
 497 int
 498 bwrite(struct buf * bp)
 499 {
 500         int oldflags, s;
 501         struct vnode *vp;
 502         struct mount *mp;
 503
 504         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
 505                 brelse(bp);
 506                 return (0);
 507         }
 508
 509         oldflags = bp->b_flags;
 510
 511 #if !defined(MAX_PERF)
 512         if ((bp->b_flags & B_BUSY) == 0)
 513                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
 514 #endif
 515         s = splbio();
 516         bundirty(bp);
 517
 518         bp->b_flags &= ~(B_READ | B_DONE | B_ERROR);
 519         bp->b_flags |= B_WRITEINPROG | B_CACHE;
 520
 521         bp->b_vp->v_numoutput++;
 522         vfs_busy_pages(bp, 1);
 523         if (curproc != NULL)
 524                 curproc->p_stats->p_ru.ru_oublock++;
 525         splx(s);
 526         VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
 527
 528         /*
 529          * Collect statistics on synchronous and asynchronous writes.
 530          * Writes to block devices are charged to their associated
 531          * filesystem (if any).
 532          */
 533         if ((vp = bp->b_vp) != NULL) {
 534                 if (vp->v_type == VBLK)
 535                         mp = vp->v_specmountpoint;
 536                 else
 537                         mp = vp->v_mount;
 538                 if (mp != NULL) {
 539                         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0)
 540                                 mp->mnt_stat.f_syncwrites++;
 541                         else
 542                                 mp->mnt_stat.f_asyncwrites++;
 543                 }
 544         }
 545
 546         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
 547                 int rtval = biowait(bp);
 548                 brelse(bp);
 549                 return (rtval);
 550         }
 551
 552         return (0);
 553 }
 554
 555 /*
 556  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
 557  * anything if the buffer is marked invalid.
 558  *
 559  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
 560  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
 561  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
 562  * out synchronously.
 563  */
 564 void
 565 bdwrite(struct buf * bp)
 566 {
 567         struct vnode *vp;
 568
 569 #if !defined(MAX_PERF)
 570         if ((bp->b_flags & B_BUSY) == 0) {
 571                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
 572         }
 573 #endif
 574
 575         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
 576                 brelse(bp);
 577                 return;
 578         }
 579         bdirty(bp);
 580
 581         /*
 582          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
 583          * true even of NFS now.
 584          */
 585         bp->b_flags |= B_CACHE;
 586
 587         /*
 588          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
 589          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
 590          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
 591          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
 592          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
 593          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
 594          * the bmap then...  So, this is important to do.
 595          */
 596         if (bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
 597                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
 598         }
 599
 600         /*
 601          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty pages.
 602          */
 603         vfs_setdirty(bp);
 604
 605         /*
 606          * We need to do this here to satisfy the vnode_pager and the
 607          * pageout daemon, so that it thinks that the pages have been
 608          * "cleaned".  Note that since the pages are in a delayed write
 609          * buffer -- the VFS layer "will" see that the pages get written
 610          * out on the next sync, or perhaps the cluster will be completed.
 611          */
 612         vfs_clean_pages(bp);
 613         bqrelse(bp);
 614
 615         /*
 616          * XXX The soft dependency code is not prepared to
 617          * have I/O done when a bdwrite is requested. For
 618          * now we just let the write be delayed if it is
 619          * requested by the soft dependency code.
 620          */
 621         if ((vp = bp->b_vp) &&
 622             ((vp->v_type == VBLK && vp->v_specmountpoint &&
 623                   (vp->v_specmountpoint->mnt_flag & MNT_SOFTDEP)) ||
 624                  (vp->v_mount && (vp->v_mount->mnt_flag & MNT_SOFTDEP))))
 625                 return;
 626
 627         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers)
 628                 flushdirtybuffers(0, 0);
 629 }
 630
 631 /*
 632  *      bdirty:
 633  *
 634  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear B_READ and
 635  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to
 636  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
 637  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
 638  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).
 639  *
 640  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
 641  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
 642  *      should only be called if the buffer is known-good.
 643  *
 644  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
 645  *      count.
 646  *
 647  *      Must be called at splbio().
 648  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
 649  */
 650 void
 651 bdirty(bp)
 652         struct buf *bp;
 653 {
 654         KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_NONE, ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
 655         bp->b_flags &= ~(B_READ|B_RELBUF);
 656
 657         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
 658                 bp->b_flags |= B_DONE | B_DELWRI;
 659                 reassignbuf(bp, bp->b_vp);
 660                 ++numdirtybuffers;
 661         }
 662 }
 663
 664 /*
 665  *      bundirty:
 666  *
 667  *      Clear B_DELWRI for buffer.
 668  *
 669  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
 670  *      count.
 671  *
 672  *      Must be called at splbio().
 673  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
 674  */
 675
 676 void
 677 bundirty(bp)
 678         struct buf *bp;
 679 {
 680         KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_NONE, ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
 681
 682         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
 683                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
 684                 reassignbuf(bp, bp->b_vp);
 685                 --numdirtybuffers;
 686         }
 687 }
 688
 689 /*
 690  *      bawrite:
 691  *
 692  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
 693  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
 694  *
 695  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling
 696  *      B_INVAL buffers.  Not us.
 697  */
 698 void
 699 bawrite(struct buf * bp)
 700 {
 701         bp->b_flags |= B_ASYNC;
 702         (void) VOP_BWRITE(bp);
 703 }
 704
 705 /*
 706  *      bowrite:
 707  *
 708  *      Ordered write.  Start output on a buffer, and flag it so that the
 709  *      device will write it in the order it was queued.  The buffer is
 710  *      released when the output completes.  bwrite() ( or the VOP routine
 711  *      anyway ) is responsible for handling B_INVAL buffers.
 712  */
 713 int
 714 bowrite(struct buf * bp)
 715 {
 716         bp->b_flags |= B_ORDERED | B_ASYNC;
 717         return (VOP_BWRITE(bp));
 718 }
 719
 720 /*
 721  *      brelse:
 722  *
 723  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
 724  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
 725  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
 726  */
 727 void
 728 brelse(struct buf * bp)
 729 {
 730         int s;
 731
 732         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
 733
 734 #if 0
 735         if (bp->b_flags & B_CLUSTER) {
 736                 relpbuf(bp, NULL);
 737                 return;
 738         }
 739 #endif
 740
 741         s = splbio();
 742
 743         if (bp->b_flags & B_LOCKED)
 744                 bp->b_flags &= ~B_ERROR;
 745
 746         if ((bp->b_flags & (B_READ | B_ERROR)) == B_ERROR) {
 747                 /*
 748                  * Failed write, redirty.  Must clear B_ERROR to prevent
 749                  * pages from being scrapped.  Note: B_INVAL is ignored
 750                  * here but will presumably be dealt with later.
 751                  */
 752                 bp->b_flags &= ~B_ERROR;
 753                 bdirty(bp);
 754         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR | B_FREEBUF)) ||
 755             (bp->b_bufsize <= 0)) {
 756                 /*
 757                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
 758                  * cache the buffer.
 759                  */
 760                 bp->b_flags |= B_INVAL;
 761                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && bioops.io_deallocate)
 762                         (*bioops.io_deallocate)(bp);
 763                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
 764                         --numdirtybuffers;
 765                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE | B_FREEBUF);
 766                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
 767                         if (bp->b_bufsize)
 768                                 allocbuf(bp, 0);
 769                         if (bp->b_vp)
 770                                 brelvp(bp);
 771                 }
 772         }
 773
 774         /*
 775          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release()
 776          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
 777          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
 778          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
 779          *
 780          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
 781          * if B_DELWRI is set.
 782          */
 783
 784         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
 785                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
 786
 787         /*
 788          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
 789          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
 790          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
 791          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
 792          *
 793          * If B_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
 794          * invalidated.  B_ERROR cannot be set for a failed write unless the
 795          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
 796          *
 797          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
 798          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
 799          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer.
 800          */
 801         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
 802             && !(bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
 803                  bp->b_vp->v_type != VBLK &&
 804                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
 805             ) {
 806
 807                 int i, j, resid;
 808                 vm_page_t m;
 809                 off_t foff;
 810                 vm_pindex_t poff;
 811                 vm_object_t obj;
 812                 struct vnode *vp;
 813
 814                 vp = bp->b_vp;
 815
 816                 /*
 817                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that
 818                  * for block sizes that are less then PAGE_SIZE, the b_data
 819                  * base of the buffer does not represent exactly b_offset and
 820                  * neither b_offset nor b_size are necessarily page aligned.
 821                  * Instead, the starting position of b_offset is:
 822                  *
 823                  *      b_data + (b_offset & PAGE_MASK)
 824                  *
 825                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not
 826                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
 827                  * m->dirty, etc...).
 828                  *
 829                  * See man buf(9) for more information
 830                  */
 831
 832                 resid = bp->b_bufsize;
 833                 foff = bp->b_offset;
 834
 835                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
 836                         m = bp->b_pages[i];
 837                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
 838                         if (m == bogus_page) {
 839
 840                                 obj = (vm_object_t) vp->v_object;
 841                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
 842
 843                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
 844                                         m = bp->b_pages[j];
 845                                         if (m == bogus_page) {
 846                                                 m = vm_page_lookup(obj, poff + j);
 847 #if !defined(MAX_PERF)
 848                                                 if (!m) {
 849                                                         panic("brelse: page missing\n");
 850                                                 }
 851 #endif
 852                                                 bp->b_pages[j] = m;
 853                                         }
 854                                 }
 855
 856                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
 857                                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_pages, bp->b_npages);
 858                                 }
 859                         }
 860                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
 861                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
 862                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
 863                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
 864
 865                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
 866                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
 867                         }
 868                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
 869                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~PAGE_MASK;
 870                 }
 871
 872                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
 873                         vfs_vmio_release(bp);
 874
 875         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
 876
 877                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
 878                         vfs_vmio_release(bp);
 879
 880         }
 881
 882 #if !defined(MAX_PERF)
 883         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
 884                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
 885 #endif
 886         /* enqueue */
 887
 888         /* buffers with no memory */
 889         if (bp->b_bufsize == 0) {
 890                 bp->b_flags |= B_INVAL;
 891                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
 892                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
 893                 LIST_REMOVE(bp, b_hash);
 894                 LIST_INSERT_HEAD(&invalhash, bp, b_hash);
 895                 bp->b_dev = NODEV;
 896                 kvafreespace += bp->b_kvasize;
 897                 if (bp->b_kvasize)
 898                         kvaspacewakeup();
 899         /* buffers with junk contents */
 900         } else if (bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
 901                 bp->b_flags |= B_INVAL;
 902                 bp->b_qindex = QUEUE_AGE;
 903                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_AGE], bp, b_freelist);
 904                 LIST_REMOVE(bp, b_hash);
 905                 LIST_INSERT_HEAD(&invalhash, bp, b_hash);
 906                 bp->b_dev = NODEV;
 907
 908         /* buffers that are locked */
 909         } else if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
 910                 bp->b_qindex = QUEUE_LOCKED;
 911                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
 912
 913         /* buffers with stale but valid contents */
 914         } else if (bp->b_flags & B_AGE) {
 915                 bp->b_qindex = QUEUE_AGE;
 916                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_AGE], bp, b_freelist);
 917
 918         /* buffers with valid and quite potentially reuseable contents */
 919         } else {
 920                 bp->b_qindex = QUEUE_LRU;
 921                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_LRU], bp, b_freelist);
 922         }
 923
 924         /*
 925          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.
 926          */
 927         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI)) {
 928                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
 929                 --numdirtybuffers;
 930         }
 931
 932         runningbufspace -= bp->b_bufsize;
 933
 934         /*
 935          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
 936          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
 937          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
 938          * if B_INVAL is set ).
 939          */
 940
 941         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
 942                 bufcountwakeup();
 943
 944         /*
 945          * Something we can maybe free.
 946          */
 947
 948         if (bp->b_bufsize)
 949                 bufspacewakeup();
 950
 951         if (bp->b_flags & B_WANTED) {
 952                 bp->b_flags &= ~(B_WANTED | B_AGE);
 953                 wakeup(bp);
 954         }
 955
 956         /* unlock */
 957         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_WANTED | B_BUSY |
 958                 B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
 959         splx(s);
 960 }
 961
 962 /*
 963  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
 964  * it.
 965  *
 966  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
 967  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
 968  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
 969  * again soon.
 970  */
 971 void
 972 bqrelse(struct buf * bp)
 973 {
 974         int s;
 975
 976         s = splbio();
 977
 978         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
 979
 980 #if !defined(MAX_PERF)
 981         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
 982                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
 983 #endif
 984         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
 985                 bp->b_flags &= ~B_ERROR;
 986                 bp->b_qindex = QUEUE_LOCKED;
 987                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
 988                 /* buffers with stale but valid contents */
 989         } else {
 990                 bp->b_qindex = QUEUE_LRU;
 991                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_LRU], bp, b_freelist);
 992         }
 993
 994         runningbufspace -= bp->b_bufsize;
 995
 996         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
 997             ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))
 998         ) {
 999                 bufcountwakeup();
1000         }
1001
1002         /*
1003          * Something we can maybe wakeup
1004          */
1005         if (bp->b_bufsize)
1006                 bufspacewakeup();
1007
1008         /* anyone need this block? */
1009         if (bp->b_flags & B_WANTED) {
1010                 bp->b_flags &= ~(B_WANTED | B_AGE);
1011                 wakeup(bp);
1012         }
1013
1014         /* unlock */
1015         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_WANTED | B_BUSY |
1016                 B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1017         splx(s);
1018 }
1019
1020 static void
1021 vfs_vmio_release(bp)
1022         struct buf *bp;
1023 {
1024         int i, s;
1025         vm_page_t m;
1026
1027         s = splvm();
1028         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1029                 m = bp->b_pages[i];
1030                 bp->b_pages[i] = NULL;
1031                 /*
1032                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1033                  * everything on the inactive queue.
1034                  */
1035                 vm_page_unwire(m, 0);
1036                 /*
1037                  * We don't mess with busy pages, it is
1038                  * the responsibility of the process that
1039                  * busied the pages to deal with them.
1040                  */
1041                 if ((m->flags & PG_BUSY) || (m->busy != 0))
1042                         continue;
1043
1044                 if (m->wire_count == 0) {
1045                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1046                         /*
1047                          * Might as well free the page if we can and it has
1048                          * no valid data.
1049                          */
1050                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid && m->hold_count == 0) {
1051                                 vm_page_busy(m);
1052                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1053                                 vm_page_free(m);
1054                         }
1055                 }
1056         }
1057         bufspace -= bp->b_bufsize;
1058         vmiospace -= bp->b_bufsize;
1059         runningbufspace -= bp->b_bufsize;
1060         splx(s);
1061         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data), bp->b_npages);
1062         if (bp->b_bufsize)
1063                 bufspacewakeup();
1064         bp->b_npages = 0;
1065         bp->b_bufsize = 0;
1066         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1067         if (bp->b_vp)
1068                 brelvp(bp);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Check to see if a block is currently memory resident.
1073  */
1074 struct buf *
1075 gbincore(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
1076 {
1077         struct buf *bp;
1078         struct bufhashhdr *bh;
1079
1080         bh = BUFHASH(vp, blkno);
1081         bp = bh->lh_first;
1082
1083         /* Search hash chain */
1084         while (bp != NULL) {
1085                 /* hit */
1086                 if (bp->b_vp == vp && bp->b_lblkno == blkno &&
1087                     (bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1088                         break;
1089                 }
1090                 bp = bp->b_hash.le_next;
1091         }
1092         return (bp);
1093 }
1094
1095 /*
1096  * this routine implements clustered async writes for
1097  * clearing out B_DELWRI buffers...  This is much better
1098  * than the old way of writing only one buffer at a time.
1099  */
1100 int
1101 vfs_bio_awrite(struct buf * bp)
1102 {
1103         int i;
1104         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1105         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1106         int s;
1107         int ncl;
1108         struct buf *bpa;
1109         int nwritten;
1110         int size;
1111         int maxcl;
1112
1113         s = splbio();
1114         /*
1115          * right now we support clustered writing only to regular files, and
1116          * then only if our I/O system is not saturated.
1117          */
1118         if ((vp->v_type == VREG) &&
1119             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1120             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1121
1122                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1123                 maxcl = MAXPHYS / size;
1124
1125                 for (i = 1; i < maxcl; i++) {
1126                         if ((bpa = gbincore(vp, lblkno + i)) &&
1127                             ((bpa->b_flags & (B_BUSY | B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1128                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1129                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1130                                 if ((bpa->b_blkno == bpa->b_lblkno) ||
1131                                     (bpa->b_blkno != bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)))
1132                                         break;
1133                         } else {
1134                                 break;
1135                         }
1136                 }
1137                 ncl = i;
1138                 /*
1139                  * this is a possible cluster write
1140                  */
1141                 if (ncl != 1) {
1142                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno, ncl);
1143                         splx(s);
1144                         return nwritten;
1145                 }
1146         }
1147
1148         bremfree(bp);
1149         bp->b_flags |= B_BUSY | B_ASYNC;
1150
1151         splx(s);
1152         /*
1153          * default (old) behavior, writing out only one block
1154          *
1155          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1156          */
1157         nwritten = bp->b_bufsize;
1158         (void) VOP_BWRITE(bp);
1159
1160         return nwritten;
1161 }
1162
1163 /*
1164  *      getnewbuf:
1165  *
1166  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
1167  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned with
1168  *      flags set to B_BUSY.
1169  *
1170  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1171  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1172  *
1173  *      We block if:
1174  *              We have insufficient buffer headers
1175  *              We have insufficient buffer space
1176  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1177  *
1178  *      We do *not* attempt to flush dirty buffers more then one level deep.
1179  *      I.e., if P_FLSINPROG is set we do not flush dirty buffers at all.
1180  *
1181  *      If P_FLSINPROG is set, we are allowed to dip into our emergency
1182  *      reserve.
1183  */
1184 static struct buf *
1185 getnewbuf(struct vnode *vp, daddr_t blkno,
1186         int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize)
1187 {
1188         struct buf *bp;
1189         struct buf *nbp;
1190         struct buf *dbp;
1191         int outofspace;
1192         int nqindex;
1193         int defrag = 0;
1194
1195 restart:
1196         /*
1197          * Calculate whether we are out of buffer space.  This state is
1198          * recalculated on every restart.  If we are out of space, we
1199          * have to turn off defragmentation.  The outofspace code will
1200          * defragment too, but the looping conditionals will be messed up
1201          * if both outofspace and defrag are on.
1202          */
1203
1204         dbp = NULL;
1205         outofspace = 0;
1206         if (bufspace >= hibufspace) {
1207                 if ((curproc->p_flag & P_FLSINPROG) == 0 ||
1208                     bufspace >= maxbufspace
1209                 ) {
1210                         outofspace = 1;
1211                         defrag = 0;
1212                 }
1213         }
1214
1215         /*
1216          * defrag state is semi-persistant.  1 means we are flagged for
1217          * defragging.  -1 means we actually defragged something.
1218          */
1219         /* nop */
1220
1221         /*
1222          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1223          * we setup a degenerate case that falls through the while.
1224          *
1225          * If we are in the middle of a flush, we can dip into the
1226          * emergency reserve.
1227          *
1228          * If we are out of space, we skip trying to scan QUEUE_EMPTY
1229          * because those buffers are, well, empty.
1230          */
1231
1232         if ((curproc->p_flag & P_FLSINPROG) == 0 &&
1233             numfreebuffers < lofreebuffers
1234         ) {
1235                 nqindex = QUEUE_LRU;
1236                 nbp = NULL;
1237         } else {
1238                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
1239                 if (outofspace ||
1240                     (nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY])) == NULL
1241                 ) {
1242                         nqindex = QUEUE_AGE;
1243                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_AGE]);
1244                         if (nbp == NULL) {
1245                                 nqindex = QUEUE_LRU;
1246                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_LRU]);
1247                         }
1248                 }
1249         }
1250
1251         /*
1252          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1253          * depending.
1254          */
1255
1256         while ((bp = nbp) != NULL) {
1257                 int qindex = nqindex;
1258                 /*
1259                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1260                  * or do other fancy things ).
1261                  */
1262                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
1263                         switch(qindex) {
1264                         case QUEUE_EMPTY:
1265                                 nqindex = QUEUE_AGE;
1266                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_AGE])))
1267                                         break;
1268                                 /* fall through */
1269                         case QUEUE_AGE:
1270                                 nqindex = QUEUE_LRU;
1271                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_LRU])))
1272                                         break;
1273                                 /* fall through */
1274                         case QUEUE_LRU:
1275                                 /*
1276                                  * nbp is NULL.
1277                                  */
1278                                 break;
1279                         }
1280                 }
1281
1282                 /*
1283                  * Sanity Checks
1284                  */
1285                 KASSERT(!(bp->b_flags & B_BUSY), ("getnewbuf: busy buffer %p on free list", bp));
1286                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistant queue %d bp %p", qindex, bp));
1287
1288                 /*
1289                  * Here we try to move NON VMIO buffers to the end of the
1290                  * LRU queue in order to make VMIO buffers more readily
1291                  * freeable.  We also try to move buffers with a positive
1292                  * usecount to the end.
1293                  *
1294                  * Note that by moving the bp to the end, we setup a following
1295                  * loop.  Since we continue to decrement b_usecount this
1296                  * is ok and, in fact, desireable.
1297                  *
1298                  * If we are at the end of the list, we move ourself to the
1299                  * same place and need to fixup nbp and nqindex to handle
1300                  * the following case.
1301                  */
1302
1303                 if ((qindex == QUEUE_LRU) && bp->b_usecount > 0) {
1304                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
1305                             (vmiospace < maxvmiobufspace)
1306                         ) {
1307                                 --bp->b_usecount;
1308                                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[QUEUE_LRU], bp, b_freelist);
1309                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_LRU], bp, b_freelist);
1310                                 if (nbp == NULL) {
1311                                         nqindex = qindex;
1312                                         nbp = bp;
1313                                 }
1314                                 continue;
1315                         }
1316                 }
1317
1318                 /*
1319                  * If we come across a delayed write and numdirtybuffers should
1320                  * be flushed, try to write it out.  Only if P_FLSINPROG is
1321                  * not set.  We can't afford to recursively stack more then
1322                  * one deep due to the possibility of having deep VFS call
1323                  * stacks.
1324                  *
1325                  * Limit the number of dirty buffers we are willing to try
1326                  * to recover since it really isn't our job here.
1327                  */
1328                 if ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI) {
1329                         /*
1330                          * This is rather complex, but necessary.  If we come
1331                          * across a B_DELWRI buffer we have to flush it in
1332                          * order to use it.  We only do this if we absolutely
1333                          * need to.  We must also protect against too much
1334                          * recursion which might run us out of stack due to
1335                          * deep VFS call stacks.
1336                          *
1337                          * In heavy-writing situations, QUEUE_LRU can contain
1338                          * a large number of DELWRI buffers at its head.  These
1339                          * buffers must be moved to the tail if they cannot be
1340                          * written async in order to reduce the scanning time
1341                          * required to skip past these buffers in later
1342                          * getnewbuf() calls.
1343                          */
1344                         if ((curproc->p_flag & P_FLSINPROG) ||
1345                             numdirtybuffers < hidirtybuffers
1346                         ) {
1347                                 if (qindex == QUEUE_LRU) {
1348                                         /*
1349                                          * dbp prevents us from looping forever
1350                                          * if all bps in QUEUE_LRU are dirty.
1351                                          */
1352                                         if (bp == dbp) {
1353                                                 bp = NULL;
1354                                                 break;
1355                                         }
1356                                         if (dbp == NULL)
1357                                                 dbp = TAILQ_LAST(&bufqueues[QUEUE_LRU], bqueues);
1358                                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[QUEUE_LRU], bp, b_freelist);
1359                                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_LRU], bp, b_freelist);
1360                                 }
1361                                 continue;
1362                         }
1363                         curproc->p_flag |= P_FLSINPROG;
1364                         vfs_bio_awrite(bp);
1365                         curproc->p_flag &= ~P_FLSINPROG;
1366                         goto restart;
1367                 }
1368
1369                 if (defrag > 0 && bp->b_kvasize == 0)
1370                         continue;
1371                 if (outofspace > 0 && bp->b_bufsize == 0)
1372                         continue;
1373
1374                 /*
1375                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1376                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY bp's.
1377                  */
1378
1379                 bremfree(bp);
1380                 bp->b_flags |= B_BUSY;
1381
1382                 if (qindex == QUEUE_LRU || qindex == QUEUE_AGE) {
1383                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1384                                 bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1385                                 vfs_vmio_release(bp);
1386                         }
1387                         if (bp->b_vp)
1388                                 brelvp(bp);
1389                 }
1390
1391                 if (bp->b_flags & B_WANTED) {
1392                         bp->b_flags &= ~B_WANTED;
1393                         wakeup(bp);
1394                 }
1395
1396                 /*
1397                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1398                  * the scan from this point on.
1399                  *
1400                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
1401                  * valid after this operation.
1402                  */
1403
1404                 if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1405                         crfree(bp->b_rcred);
1406                         bp->b_rcred = NOCRED;
1407                 }
1408                 if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1409                         crfree(bp->b_wcred);
1410                         bp->b_wcred = NOCRED;
1411                 }
1412                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && bioops.io_deallocate)
1413                         (*bioops.io_deallocate)(bp);
1414
1415                 LIST_REMOVE(bp, b_hash);
1416                 LIST_INSERT_HEAD(&invalhash, bp, b_hash);
1417
1418                 if (bp->b_bufsize)
1419                         allocbuf(bp, 0);
1420
1421                 bp->b_flags = B_BUSY;
1422                 bp->b_dev = NODEV;
1423                 bp->b_vp = NULL;
1424                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1425                 bp->b_offset = NOOFFSET;
1426                 bp->b_iodone = 0;
1427                 bp->b_error = 0;
1428                 bp->b_resid = 0;
1429                 bp->b_bcount = 0;
1430                 bp->b_npages = 0;
1431                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1432                 bp->b_usecount = 5;
1433
1434                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1435
1436                 /*
1437                  * Ok, now that we have a free buffer, if we are defragging
1438                  * we have to recover the kvaspace.
1439                  */
1440
1441                 if (defrag > 0) {
1442                         defrag = -1;
1443                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1444                         bfreekva(bp);
1445                         brelse(bp);
1446                         goto restart;
1447                 }
1448
1449                 if (outofspace > 0) {
1450                         outofspace = -1;
1451                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1452                         bfreekva(bp);
1453                         brelse(bp);
1454                         goto restart;
1455                 }
1456
1457                 /*
1458                  * We are done
1459                  */
1460                 break;
1461         }
1462
1463         /*
1464          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.
1465          */
1466
1467         if (bp == NULL) {
1468                 int flags;
1469
1470 dosleep:
1471                 if (defrag > 0)
1472                         flags = VFS_BIO_NEED_KVASPACE;
1473                 else if (outofspace > 0)
1474                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1475                 else
1476                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
1477
1478                 if (rushjob < syncdelay / 2)
1479                         ++rushjob;
1480                 needsbuffer |= flags;
1481                 while (needsbuffer & flags) {
1482                         if (tsleep(&needsbuffer, (PRIBIO + 4) | slpflag,
1483                             "newbuf", slptimeo))
1484                                 return (NULL);
1485                 }
1486         } else {
1487                 /*
1488                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
1489                  * woods, we still have to reserve kva space.
1490                  */
1491                 vm_offset_t addr = 0;
1492
1493                 maxsize = (maxsize + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK;
1494
1495                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
1496                         bfreekva(bp);
1497
1498                         if (vm_map_findspace(buffer_map,
1499                                 vm_map_min(buffer_map), maxsize, &addr)
1500                         ) {
1501                                 /*
1502                                  * Uh oh.  Buffer map is to fragmented.  Try
1503                                  * to defragment.
1504                                  */
1505                                 if (defrag <= 0) {
1506                                         defrag = 1;
1507                                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1508                                         brelse(bp);
1509                                         goto restart;
1510                                 }
1511                                 /*
1512                                  * Uh oh.  We couldn't seem to defragment
1513                                  */
1514                                 bp = NULL;
1515                                 goto dosleep;
1516                         }
1517                 }
1518                 if (addr) {
1519                         vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0,
1520                                 addr, addr + maxsize,
1521                                 VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
1522
1523                         bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
1524                         bp->b_kvasize = maxsize;
1525                 }
1526                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1527         }
1528
1529         /*
1530          * The bp, if valid, is set to B_BUSY.
1531          */
1532         return (bp);
1533 }
1534
1535 /*
1536  *      waitfreebuffers:
1537  *
1538  *      Wait for sufficient free buffers.  This routine is not called if
1539  *      curproc is the update process so we do not have to do anything
1540  *      fancy.
1541  */
1542
1543 static void
1544 waitfreebuffers(int slpflag, int slptimeo)
1545 {
1546         while (numfreebuffers < hifreebuffers) {
1547                 flushdirtybuffers(slpflag, slptimeo);
1548                 if (numfreebuffers < hifreebuffers)
1549                         break;
1550                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_FREE;
1551                 if (tsleep(&needsbuffer, (PRIBIO + 4)|slpflag, "biofre", slptimeo))
1552                         break;
1553         }
1554 }
1555
1556 /*
1557  *      flushdirtybuffers:
1558  *
1559  *      This routine is called when we get too many dirty buffers.
1560  *
1561  *      We have to protect ourselves from recursion, but we also do not want
1562  *      other process's flushdirtybuffers() to interfere with the syncer if
1563  *      it decides to flushdirtybuffers().
1564  *
1565  *      In order to maximize operations, we allow any process to flush
1566  *      dirty buffers and use P_FLSINPROG to prevent recursion.
1567  */
1568
1569 static void
1570 flushdirtybuffers(int slpflag, int slptimeo)
1571 {
1572         int s;
1573
1574         s = splbio();
1575
1576         if (curproc->p_flag & P_FLSINPROG) {
1577                 splx(s);
1578                 return;
1579         }
1580         curproc->p_flag |= P_FLSINPROG;
1581
1582         while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
1583                 if (flushbufqueues() == 0)
1584                         break;
1585         }
1586
1587         curproc->p_flag &= ~P_FLSINPROG;
1588
1589         splx(s);
1590 }
1591
1592 static int
1593 flushbufqueues(void)
1594 {
1595         struct buf *bp;
1596         int qindex;
1597         int r = 0;
1598
1599         qindex = QUEUE_AGE;
1600         bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_AGE]);
1601
1602         for (;;) {
1603                 if (bp == NULL) {
1604                         if (qindex == QUEUE_LRU)
1605                                 break;
1606                         qindex = QUEUE_LRU;
1607                         if ((bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_LRU])) == NULL)
1608                                 break;
1609                 }
1610
1611                 /*
1612                  * Try to free up B_INVAL delayed-write buffers rather then
1613                  * writing them out.  Note also that NFS is somewhat sensitive
1614                  * to B_INVAL buffers so it is doubly important that we do
1615                  * this.
1616                  */
1617                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0) {
1618                         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1619                                 bremfree(bp);
1620                                 bp->b_flags |= B_BUSY;
1621                                 brelse(bp);
1622                         } else {
1623                                 vfs_bio_awrite(bp);
1624                         }
1625                         ++r;
1626                         break;
1627                 }
1628                 bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1629         }
1630         return(r);
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Check to see if a block is currently memory resident.
1635  */
1636 struct buf *
1637 incore(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
1638 {
1639         struct buf *bp;
1640
1641         int s = splbio();
1642         bp = gbincore(vp, blkno);
1643         splx(s);
1644         return (bp);
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Returns true if no I/O is needed to access the
1649  * associated VM object.  This is like incore except
1650  * it also hunts around in the VM system for the data.
1651  */
1652
1653 int
1654 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
1655 {
1656         vm_object_t obj;
1657         vm_offset_t toff, tinc, size;
1658         vm_page_t m;
1659         vm_ooffset_t off;
1660
1661         if (incore(vp, blkno))
1662                 return 1;
1663         if (vp->v_mount == NULL)
1664                 return 0;
1665         if ((vp->v_object == NULL) || (vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
1666                 return 0;
1667
1668         obj = vp->v_object;
1669         size = PAGE_SIZE;
1670         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
1671                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1672         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1673
1674         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
1675                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
1676                 if (!m)
1677                         return 0;
1678                 tinc = size;
1679                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
1680                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
1681                 if (vm_page_is_valid(m,
1682                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
1683                         return 0;
1684         }
1685         return 1;
1686 }
1687
1688 /*
1689  *      vfs_setdirty:
1690  *
1691  *      Sets the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
1692  *      bits in the pages comprising the buffer.
1693  *
1694  *      The range is limited to the size of the buffer.
1695  *
1696  *      This routine is primarily used by NFS, but is generalized for the
1697  *      B_VMIO case.
1698  */
1699 static void
1700 vfs_setdirty(struct buf *bp)
1701 {
1702         int i;
1703         vm_object_t object;
1704
1705         /*
1706          * Degenerate case - empty buffer
1707          */
1708
1709         if (bp->b_bufsize == 0)
1710                 return;
1711
1712         /*
1713          * We qualify the scan for modified pages on whether the
1714          * object has been flushed yet.  The OBJ_WRITEABLE flag
1715          * is not cleared simply by protecting pages off.
1716          */
1717
1718         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
1719                 return;
1720
1721         object = bp->b_pages[0]->object;
1722
1723         if ((object->flags & OBJ_WRITEABLE) && !(object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
1724                 printf("Warning: object %p writeable but not mightbedirty\n", object);
1725         if (!(object->flags & OBJ_WRITEABLE) && (object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
1726                 printf("Warning: object %p mightbedirty but not writeable\n", object);
1727
1728         if (object->flags & (OBJ_MIGHTBEDIRTY|OBJ_CLEANING)) {
1729                 vm_offset_t boffset;
1730                 vm_offset_t eoffset;
1731
1732                 /*
1733                  * test the pages to see if they have been modified directly
1734                  * by users through the VM system.
1735                  */
1736                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1737                         vm_page_flag_clear(bp->b_pages[i], PG_ZERO);
1738                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
1739                 }
1740
1741                 /*
1742                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
1743                  * (eoffset - boffset) bytes.
1744                  */
1745
1746                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1747                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
1748                                 break;
1749                 }
1750                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
1751
1752                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
1753                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
1754                                 break;
1755                         }
1756                 }
1757                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
1758
1759                 /*
1760                  * Fit it to the buffer.
1761                  */
1762
1763                 if (eoffset > bp->b_bcount)
1764                         eoffset = bp->b_bcount;
1765
1766                 /*
1767                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
1768                  * dirty range.
1769                  */
1770
1771                 if (boffset < eoffset) {
1772                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
1773                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
1774                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
1775                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
1776                 }
1777         }
1778 }
1779
1780 /*
1781  *      getblk:
1782  *
1783  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
1784  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
1785  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on
1786  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
1787  *      READ.
1788  *
1789  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
1790  *      an existing buffer.
1791  *
1792  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
1793  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
1794  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
1795  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
1796  *
1797  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
1798  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
1799  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
1800  *      backing VM.
1801  *
1802  *      getblk() also forces a VOP_BWRITE() for any B_DELWRI buffer whos
1803  *      B_CACHE bit is clear.
1804  *
1805  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
1806  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
1807  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
1808  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
1809  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O,
1810  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
1811  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
1812  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller
1813  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
1814  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
1815  */
1816 struct buf *
1817 getblk(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo)
1818 {
1819         struct buf *bp;
1820         int s;
1821         struct bufhashhdr *bh;
1822
1823 #if !defined(MAX_PERF)
1824         if (size > MAXBSIZE)
1825                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
1826 #endif
1827
1828         s = splbio();
1829 loop:
1830         /*
1831          * Block if we are low on buffers.  The syncer is allowed more
1832          * buffers in order to avoid a deadlock.
1833          */
1834         if (curproc == updateproc && numfreebuffers == 0) {
1835                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
1836                 tsleep(&needsbuffer, (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf",
1837                     slptimeo);
1838         } else if (curproc != updateproc && numfreebuffers < lofreebuffers) {
1839                 waitfreebuffers(slpflag, slptimeo);
1840         }
1841
1842         if ((bp = gbincore(vp, blkno))) {
1843                 /*
1844                  * Buffer is in-core
1845                  */
1846
1847                 if (bp->b_flags & B_BUSY) {
1848                         bp->b_flags |= B_WANTED;
1849                         if (bp->b_usecount < BUF_MAXUSE)
1850                                 ++bp->b_usecount;
1851
1852                         if (!tsleep(bp,
1853                                 (PRIBIO + 4) | slpflag, "getblk", slptimeo)) {
1854                                 goto loop;
1855                         }
1856
1857                         splx(s);
1858                         return (struct buf *) NULL;
1859                 }
1860
1861                 /*
1862                  * Busy the buffer.  B_CACHE is cleared if the buffer is
1863                  * invalid.  Ohterwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
1864                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
1865                  * backing VM cache.
1866                  */
1867                 bp->b_flags |= B_BUSY;
1868                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
1869                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
1870                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO|B_INVAL)) == 0)
1871                         bp->b_flags |= B_CACHE;
1872                 bremfree(bp);
1873
1874                 /*
1875                  * check for size inconsistancies for non-VMIO case.
1876                  */
1877
1878                 if (bp->b_bcount != size) {
1879                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
1880                             (size > bp->b_kvasize)
1881                         ) {
1882                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1883                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
1884                                         VOP_BWRITE(bp);
1885                                 } else {
1886                                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) &&
1887                                            (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL)) {
1888                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
1889                                                 brelse(bp);
1890                                         } else {
1891                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
1892                                                 VOP_BWRITE(bp);
1893                                         }
1894                                 }
1895                                 goto loop;
1896                         }
1897                 }
1898
1899                 /*
1900                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
1901                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
1902                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
1903                  * unchanged from its previous state.
1904                  */
1905
1906                 if (bp->b_bcount != size)
1907                         allocbuf(bp, size);
1908
1909                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
1910                     ("getblk: no buffer offset"));
1911
1912                 /*
1913                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
1914                  * be committed before we can return the buffer in
1915                  * order to prevent the caller from issuing a read
1916                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
1917                  * it.
1918                  *
1919                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
1920                  * operate properly either because they assume they
1921                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
1922                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due
1923                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
1924                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
1925                  * preventing further loops.
1926                  */
1927
1928                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
1929                         VOP_BWRITE(bp);
1930                         goto loop;
1931                 }
1932
1933                 if (bp->b_usecount < BUF_MAXUSE)
1934                         ++bp->b_usecount;
1935                 splx(s);
1936                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
1937         } else {
1938                 /*
1939                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
1940                  * returned by getnewbuf() is marked B_BUSY.  Note that the
1941                  * returned buffer is also considered valid ( not marked
1942                  * B_INVAL ).
1943                  */
1944                 int bsize, maxsize, vmio;
1945                 off_t offset;
1946
1947                 if (vp->v_type == VBLK)
1948                         bsize = DEV_BSIZE;
1949                 else if (vp->v_mountedhere)
1950                         bsize = vp->v_mountedhere->mnt_stat.f_iosize;
1951                 else if (vp->v_mount)
1952                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1953                 else
1954                         bsize = size;
1955
1956                 offset = (off_t)blkno * bsize;
1957                 vmio = (vp->v_object != 0) && (vp->v_flag & VOBJBUF);
1958                 maxsize = vmio ? size + (offset & PAGE_MASK) : size;
1959                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
1960
1961                 if ((bp = getnewbuf(vp, blkno,
1962                         slpflag, slptimeo, size, maxsize)) == NULL) {
1963                         if (slpflag || slptimeo) {
1964                                 splx(s);
1965                                 return NULL;
1966                         }
1967                         goto loop;
1968                 }
1969
1970                 /*
1971                  * This code is used to make sure that a buffer is not
1972                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
1973                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
1974                  * If the buffer is created out from under us, we have to
1975                  * throw away the one we just created.  There is now window
1976                  * race because we are safely running at splbio() from the
1977                  * point of the duplicate buffer creation through to here.
1978                  */
1979                 if (gbincore(vp, blkno)) {
1980                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1981                         brelse(bp);
1982                         goto loop;
1983                 }
1984
1985                 /*
1986                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
1987                  * be found by incore.
1988                  */
1989                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
1990                 bp->b_offset = offset;
1991
1992                 bgetvp(vp, bp);
1993                 LIST_REMOVE(bp, b_hash);
1994                 bh = BUFHASH(vp, blkno);
1995                 LIST_INSERT_HEAD(bh, bp, b_hash);
1996
1997                 /*
1998                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
1999                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
2000                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
2001                  * backing store for validity.
2002                  */
2003
2004                 if (vmio) {
2005                         bp->b_flags |= B_VMIO;
2006 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2007                         if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VBLK)
2008                                 printf("getblk: vmioing file type %d???\n", vp->v_type);
2009 #endif
2010                 } else {
2011                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
2012                 }
2013
2014                 allocbuf(bp, size);
2015
2016                 splx(s);
2017                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2018         }
2019         return (bp);
2020 }
2021
2022 /*
2023  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
2024  * set to B_INVAL.
2025  */
2026 struct buf *
2027 geteblk(int size)
2028 {
2029         struct buf *bp;
2030         int s;
2031
2032         s = splbio();
2033         while ((bp = getnewbuf(0, (daddr_t) 0, 0, 0, size, MAXBSIZE)) == 0);
2034         splx(s);
2035         allocbuf(bp, size);
2036         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2037         return (bp);
2038 }
2039
2040
2041 /*
2042  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2043  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2044  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2045  * resize a buffer up or down.
2046  *
2047  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2048  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!!
2049  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by
2050  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2051  *
2052  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2053  * B_CACHE for the non-VMIO case.
2054  */
2055
2056 int
2057 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2058 {
2059         int newbsize, mbsize;
2060         int i;
2061
2062 #if !defined(MAX_PERF)
2063         if (!(bp->b_flags & B_BUSY))
2064                 panic("allocbuf: buffer not busy");
2065
2066         if (bp->b_kvasize < size)
2067                 panic("allocbuf: buffer too small");
2068 #endif
2069
2070         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2071                 caddr_t origbuf;
2072                 int origbufsize;
2073                 /*
2074                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
2075                  * mess with B_CACHE.
2076                  */
2077                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2078 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2079                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2080                         newbsize = mbsize;
2081                 else
2082 #endif
2083                         newbsize = round_page(size);
2084
2085                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2086 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2087                         /*
2088                          * malloced buffers are not shrunk
2089                          */
2090                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2091                                 if (newbsize) {
2092                                         bp->b_bcount = size;
2093                                 } else {
2094                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
2095                                         bufspace -= bp->b_bufsize;
2096                                         bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
2097                                         runningbufspace -= bp->b_bufsize;
2098                                         if (bp->b_bufsize)
2099                                                 bufspacewakeup();
2100                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
2101                                         bp->b_bufsize = 0;
2102                                         bp->b_bcount = 0;
2103                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2104                                 }
2105                                 return 1;
2106                         }
2107 #endif
2108                         vm_hold_free_pages(
2109                             bp,
2110                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
2111                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
2112                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
2113 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2114                         /*
2115                          * We only use malloced memory on the first allocation.
2116                          * and revert to page-allocated memory when the buffer grows.
2117                          */
2118                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
2119                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
2120                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
2121
2122                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
2123                                 bp->b_bufsize = mbsize;
2124                                 bp->b_bcount = size;
2125                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
2126                                 bufspace += mbsize;
2127                                 bufmallocspace += mbsize;
2128                                 runningbufspace += bp->b_bufsize;
2129                                 return 1;
2130                         }
2131 #endif
2132                         origbuf = NULL;
2133                         origbufsize = 0;
2134 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2135                         /*
2136                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
2137                          * then we revert to the page-allocation scheme.
2138                          */
2139                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2140                                 origbuf = bp->b_data;
2141                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
2142                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2143                                 bufspace -= bp->b_bufsize;
2144                                 bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
2145                                 runningbufspace -= bp->b_bufsize;
2146                                 if (bp->b_bufsize)
2147                                         bufspacewakeup();
2148                                 bp->b_bufsize = 0;
2149                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2150                                 newbsize = round_page(newbsize);
2151                         }
2152 #endif
2153                         vm_hold_load_pages(
2154                             bp,
2155                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
2156                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
2157 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2158                         if (origbuf) {
2159                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
2160                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
2161                         }
2162 #endif
2163                 }
2164         } else {
2165                 vm_page_t m;
2166                 int desiredpages;
2167
2168                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2169                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
2170                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
2171
2172 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2173                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2174                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
2175 #endif
2176                 /*
2177                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
2178                  * 0-length.
2179                  */
2180                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2181                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2182
2183                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2184                         /*
2185                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
2186                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
2187                          * if we have to remove any pages.
2188                          */
2189                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
2190                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2191                                         /*
2192                                          * the page is not freed here -- it
2193                                          * is the responsibility of
2194                                          * vnode_pager_setsize
2195                                          */
2196                                         m = bp->b_pages[i];
2197                                         KASSERT(m != bogus_page,
2198                                             ("allocbuf: bogus page found"));
2199                                         while (vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "biodep"))
2200                                                 ;
2201
2202                                         bp->b_pages[i] = NULL;
2203                                         vm_page_unwire(m, 0);
2204                                 }
2205                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2206                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_npages - desiredpages));
2207                                 bp->b_npages = desiredpages;
2208                         }
2209                 } else if (size > bp->b_bcount) {
2210                         /*
2211                          * We are growing the buffer, possibly in a
2212                          * byte-granular fashion.
2213                          */
2214                         struct vnode *vp;
2215                         vm_object_t obj;
2216                         vm_offset_t toff;
2217                         vm_offset_t tinc;
2218
2219                         /*
2220                          * Step 1, bring in the VM pages from the object,
2221                          * allocating them if necessary.  We must clear
2222                          * B_CACHE if these pages are not valid for the
2223                          * range covered by the buffer.
2224                          */
2225
2226                         vp = bp->b_vp;
2227                         obj = vp->v_object;
2228
2229                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
2230                                 vm_page_t m;
2231                                 vm_pindex_t pi;
2232
2233                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages;
2234                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
2235                                         m = vm_page_alloc(obj, pi, VM_ALLOC_NORMAL);
2236                                         if (m == NULL) {
2237                                                 VM_WAIT;
2238                                                 vm_pageout_deficit += desiredpages - bp->b_npages;
2239                                         } else {
2240                                                 vm_page_wire(m);
2241                                                 vm_page_wakeup(m);
2242                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2243                                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2244                                                 ++bp->b_npages;
2245                                         }
2246                                         continue;
2247                                 }
2248
2249                                 /*
2250                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
2251                                  * retry because it might have gotten freed out
2252                                  * from under us.
2253                                  *
2254                                  * We can only test PG_BUSY here.  Blocking on
2255                                  * m->busy might lead to a deadlock:
2256                                  *
2257                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
2258                                  *
2259                                  */
2260
2261                                 if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
2262                                         continue;
2263
2264                                 /*
2265                                  * We have a good page.  Should we wakeup the
2266                                  * page daemon?
2267                                  */
2268                                 if ((curproc != pageproc) &&
2269                                     ((m->queue - m->pc) == PQ_CACHE) &&
2270                                     ((cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count) <
2271                                         (cnt.v_free_min + cnt.v_cache_min))
2272                                 ) {
2273                                         pagedaemon_wakeup();
2274                                 }
2275                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2276                                 vm_page_wire(m);
2277                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2278                                 ++bp->b_npages;
2279                         }
2280
2281                         /*
2282                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
2283                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
2284                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
2285                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
2286                          * aligned range ( newbsize ).
2287                          *
2288                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
2289                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
2290                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
2291                          * fails with NFS if the server or some other client
2292                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized,
2293                          * B_CACHE may remain set! XXX
2294                          */
2295
2296                         toff = bp->b_bcount;
2297                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
2298
2299                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
2300                                 vm_pindex_t pi;
2301
2302                                 if (tinc > (size - toff))
2303                                         tinc = size - toff;
2304
2305                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >>
2306                                     PAGE_SHIFT;
2307
2308                                 vfs_buf_test_cache(
2309                                     bp,
2310                                     bp->b_offset,
2311                                     toff,
2312                                     tinc,
2313                                     bp->b_pages[pi]
2314                                 );
2315                                 toff += tinc;
2316                                 tinc = PAGE_SIZE;
2317                         }
2318
2319                         /*
2320                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
2321                          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
2322                          * bp->b_offset may be offset into the first page.
2323                          */
2324
2325                         bp->b_data = (caddr_t)
2326                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
2327                         pmap_qenter(
2328                             (vm_offset_t)bp->b_data,
2329                             bp->b_pages,
2330                             bp->b_npages
2331                         );
2332                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
2333                             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
2334                 }
2335         }
2336         if (bp->b_flags & B_VMIO)
2337                 vmiospace += (newbsize - bp->b_bufsize);
2338         bufspace += (newbsize - bp->b_bufsize);
2339         runningbufspace += (newbsize - bp->b_bufsize);
2340         if (newbsize < bp->b_bufsize)
2341                 bufspacewakeup();
2342         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
2343         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
2344         return 1;
2345 }
2346
2347 /*
2348  *      biowait:
2349  *
2350  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
2351  *      is left B_BUSY|B_DONE on return.  B_EINTR is converted into a EINTR
2352  *      error and cleared.
2353  */
2354 int
2355 biowait(register struct buf * bp)
2356 {
2357         int s;
2358
2359         s = splbio();
2360         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
2361 #if defined(NO_SCHEDULE_MODS)
2362                 tsleep(bp, PRIBIO, "biowait", 0);
2363 #else
2364                 if (bp->b_flags & B_READ)
2365                         tsleep(bp, PRIBIO, "biord", 0);
2366                 else
2367                         tsleep(bp, PRIBIO, "biowr", 0);
2368 #endif
2369         splx(s);
2370         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
2371                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
2372                 return (EINTR);
2373         }
2374         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2375                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
2376         } else {
2377                 return (0);
2378         }
2379 }
2380
2381 /*
2382  *      biodone:
2383  *
2384  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
2385  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
2386  *      not allowed.
2387  *
2388  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
2389  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk()
2390  *      assuming B_INVAL is clear.
2391  *
2392  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
2393  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
2394  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
2395  *
2396  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
2397  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
2398  *      in the biodone routine.
2399  */
2400 void
2401 biodone(register struct buf * bp)
2402 {
2403         int s;
2404
2405         s = splbio();
2406
2407         KASSERT((bp->b_flags & B_BUSY), ("biodone: bp %p not busy", bp));
2408         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
2409
2410         bp->b_flags |= B_DONE;
2411
2412         if (bp->b_flags & B_FREEBUF) {
2413                 brelse(bp);
2414                 splx(s);
2415                 return;
2416         }
2417
2418         if ((bp->b_flags & B_READ) == 0) {
2419                 vwakeup(bp);
2420         }
2421
2422         /* call optional completion function if requested */
2423         if (bp->b_flags & B_CALL) {
2424                 bp->b_flags &= ~B_CALL;
2425                 (*bp->b_iodone) (bp);
2426                 splx(s);
2427                 return;
2428         }
2429         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && bioops.io_complete)
2430                 (*bioops.io_complete)(bp);
2431
2432         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2433                 int i, resid;
2434                 vm_ooffset_t foff;
2435                 vm_page_t m;
2436                 vm_object_t obj;
2437                 int iosize;
2438                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
2439
2440                 obj = vp->v_object;
2441
2442 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2443                 if (vp->v_usecount == 0) {
2444                         panic("biodone: zero vnode ref count");
2445                 }
2446
2447                 if (vp->v_object == NULL) {
2448                         panic("biodone: missing VM object");
2449                 }
2450
2451                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0) {
2452                         panic("biodone: vnode is not setup for merged cache");
2453                 }
2454 #endif
2455
2456                 foff = bp->b_offset;
2457                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2458                     ("biodone: no buffer offset"));
2459
2460 #if !defined(MAX_PERF)
2461                 if (!obj) {
2462                         panic("biodone: no object");
2463                 }
2464 #endif
2465 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2466                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_npages) {
2467                         printf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_npages(%d)\n",
2468                             obj->paging_in_progress, bp->b_npages);
2469                 }
2470 #endif
2471
2472                 /*
2473                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
2474                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
2475                  * routines.
2476                  */
2477                 iosize = bp->b_bcount;
2478                 if ((bp->b_flags & (B_READ|B_FREEBUF|B_INVAL|B_NOCACHE|B_ERROR)) == B_READ) {
2479                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2480                 }
2481
2482                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2483                         int bogusflag = 0;
2484                         m = bp->b_pages[i];
2485                         if (m == bogus_page) {
2486                                 bogusflag = 1;
2487                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2488                                 if (!m) {
2489 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2490                                         printf("biodone: page disappeared\n");
2491 #endif
2492                                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
2493                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2494                                         continue;
2495                                 }
2496                                 bp->b_pages[i] = m;
2497                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_pages, bp->b_npages);
2498                         }
2499 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2500                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
2501                                 printf(
2502 "biodone: foff(%lu)/m->pindex(%d) mismatch\n",
2503                                     (unsigned long)foff, m->pindex);
2504                         }
2505 #endif
2506                         resid = IDX_TO_OFF(m->pindex + 1) - foff;
2507                         if (resid > iosize)
2508                                 resid = iosize;
2509
2510                         /*
2511                          * In the write case, the valid and clean bits are
2512                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we
2513                          * only need to do this here in the read case.
2514                          */
2515                         if ((bp->b_flags & B_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
2516                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
2517                         }
2518                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2519
2520                         /*
2521                          * when debugging new filesystems or buffer I/O methods, this
2522                          * is the most common error that pops up.  if you see this, you
2523                          * have not set the page busy flag correctly!!!
2524                          */
2525                         if (m->busy == 0) {
2526 #if !defined(MAX_PERF)
2527                                 printf("biodone: page busy < 0, "
2528                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
2529                                     "resid: %d, index: %d\n",
2530                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
2531                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
2532 #endif
2533                                 if (vp->v_type != VBLK)
2534 #if !defined(MAX_PERF)
2535                                         printf(" iosize: %ld, lblkno: %d, flags: 0x%lx, npages: %d\n",
2536                                             bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
2537                                             (int) bp->b_lblkno,
2538                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
2539                                 else
2540                                         printf(" VDEV, lblkno: %d, flags: 0x%lx, npages: %d\n",
2541                                             (int) bp->b_lblkno,
2542                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
2543                                 printf(" valid: 0x%x, dirty: 0x%x, wired: %d\n",
2544                                     m->valid, m->dirty, m->wire_count);
2545 #endif
2546                                 panic("biodone: page busy < 0\n");
2547                         }
2548                         vm_page_io_finish(m);
2549                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
2550                         foff += resid;
2551                         iosize -= resid;
2552                 }
2553                 if (obj)
2554                         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
2555         }
2556         /*
2557          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
2558          * checks for B_WANTED and will do the wakeup there if necessary - so
2559          * no need to do a wakeup here in the async case.
2560          */
2561
2562         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
2563                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR | B_RELBUF)) != 0)
2564                         brelse(bp);
2565                 else
2566                         bqrelse(bp);
2567         } else {
2568                 bp->b_flags &= ~B_WANTED;
2569                 wakeup(bp);
2570         }
2571         splx(s);
2572 }
2573
2574 #if 0   /* not with kirks code */
2575 static int vfs_update_interval = 30;
2576
2577 static void
2578 vfs_update()
2579 {
2580         while (1) {
2581                 tsleep(&vfs_update_wakeup, PUSER, "update",
2582                     hz * vfs_update_interval);
2583                 vfs_update_wakeup = 0;
2584                 sync(curproc, NULL);
2585         }
2586 }
2587
2588 static int
2589 sysctl_kern_updateinterval SYSCTL_HANDLER_ARGS
2590 {
2591         int error = sysctl_handle_int(oidp,
2592                 oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2, req);
2593         if (!error)
2594                 wakeup(&vfs_update_wakeup);
2595         return error;
2596 }
2597
2598 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_UPDATEINTERVAL, update, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
2599         &vfs_update_interval, 0, sysctl_kern_updateinterval, "I", "");
2600
2601 #endif
2602
2603
2604 /*
2605  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
2606  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
2607  * consistant.
2608  */
2609 void
2610 vfs_unbusy_pages(struct buf * bp)
2611 {
2612         int i;
2613
2614         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2615                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
2616                 vm_object_t obj = vp->v_object;
2617
2618                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2619                         vm_page_t m = bp->b_pages[i];
2620
2621                         if (m == bogus_page) {
2622                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
2623 #if !defined(MAX_PERF)
2624                                 if (!m) {
2625                                         panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
2626                                 }
2627 #endif
2628                                 bp->b_pages[i] = m;
2629                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_pages, bp->b_npages);
2630                         }
2631                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
2632                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2633                         vm_page_io_finish(m);
2634                 }
2635                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
2636         }
2637 }
2638
2639 /*
2640  * vfs_page_set_valid:
2641  *
2642  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
2643  *      range is restricted to the buffer's size.
2644  *
2645  *      This routine is typically called after a read completes.
2646  */
2647 static void
2648 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, int pageno, vm_page_t m)
2649 {
2650         vm_ooffset_t soff, eoff;
2651
2652         /*
2653          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
2654          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
2655          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
2656          * of the buffer.
2657          */
2658         soff = off;
2659         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~PAGE_MASK;
2660         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
2661                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
2662
2663         /*
2664          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
2665          * entire page.
2666          */
2667         if (eoff > soff) {
2668                 vm_page_set_validclean(
2669                     m,
2670                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
2671                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
2672                 );
2673         }
2674 }
2675
2676 /*
2677  * This routine is called before a device strategy routine.
2678  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
2679  * progress, and treat the pages associated with the buffer
2680  * almost as being PG_BUSY.  Also the object paging_in_progress
2681  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
2682  * inconsistant.
2683  *
2684  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
2685  * such as B_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
2686  * and should be ignored.
2687  */
2688 void
2689 vfs_busy_pages(struct buf * bp, int clear_modify)
2690 {
2691         int i, bogus;
2692
2693         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2694                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
2695                 vm_object_t obj = vp->v_object;
2696                 vm_ooffset_t foff;
2697
2698                 foff = bp->b_offset;
2699                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2700                     ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
2701                 vfs_setdirty(bp);
2702
2703 retry:
2704                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2705                         vm_page_t m = bp->b_pages[i];
2706                         if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "vbpage"))
2707                                 goto retry;
2708                 }
2709
2710                 bogus = 0;
2711                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2712                         vm_page_t m = bp->b_pages[i];
2713
2714                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2715                         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
2716                                 vm_object_pip_add(obj, 1);
2717                                 vm_page_io_start(m);
2718                         }
2719
2720                         /*
2721                          * When readying a buffer for a read ( i.e
2722                          * clear_modify == 0 ), it is important to do
2723                          * bogus_page replacement for valid pages in
2724                          * partially instantiated buffers.  Partially
2725                          * instantiated buffers can, in turn, occur when
2726                          * reconstituting a buffer from its VM backing store
2727                          * base.  We only have to do this if B_CACHE is
2728                          * clear ( which causes the I/O to occur in the
2729                          * first place ).  The replacement prevents the read
2730                          * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
2731                          * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
2732                          * It may not work properly with small-block devices.
2733                          * We need to find a better way.
2734                          */
2735
2736                         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
2737                         if (clear_modify)
2738                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
2739                         else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
2740                                 (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2741                                 bp->b_pages[i] = bogus_page;
2742                                 bogus++;
2743                         }
2744                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~PAGE_MASK;
2745                 }
2746                 if (bogus)
2747                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_pages, bp->b_npages);
2748         }
2749 }
2750
2751 /*
2752  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2753  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2754  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2755  *
2756  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2757  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2758  */
2759 static void
2760 vfs_clean_pages(struct buf * bp)
2761 {
2762         int i;
2763
2764         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2765                 vm_ooffset_t foff;
2766
2767                 foff = bp->b_offset;
2768                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2769                     ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
2770                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2771                         vm_page_t m = bp->b_pages[i];
2772                         vm_ooffset_t noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~PAGE_MASK;
2773                         vm_ooffset_t eoff = noff;
2774
2775                         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2776                                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2777                         vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
2778                         /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2779                         foff = noff;
2780                 }
2781         }
2782 }
2783
2784 /*
2785  *      vfs_bio_set_validclean:
2786  *
2787  *      Set the range within the buffer to valid and clean.  The range is
2788  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that b_offset
2789  *      itself may be offset from the beginning of the first page.
2790  */
2791
2792 void
2793 vfs_bio_set_validclean(struct buf *bp, int base, int size)
2794 {
2795         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2796                 int i;
2797                 int n;
2798
2799                 /*
2800                  * Fixup base to be relative to beginning of first page.
2801                  * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
2802                  * first page that can be validated.
2803                  */
2804
2805                 base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2806                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
2807
2808                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
2809                         vm_page_t m = bp->b_pages[i];
2810
2811                         if (n > size)
2812                                 n = size;
2813
2814                         vm_page_set_validclean(m, base & PAGE_MASK, n);
2815                         base += n;
2816                         size -= n;
2817                         n = PAGE_SIZE;
2818                 }
2819         }
2820 }
2821
2822 /*
2823  *      vfs_bio_clrbuf:
2824  *
2825  *      clear a buffer.  This routine essentially fakes an I/O, so we need
2826  *      to clear B_ERROR and B_INVAL.
2827  *
2828  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
2829  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
2830  */
2831
2832 void
2833 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) {
2834         int i, mask = 0;
2835         caddr_t sa, ea;
2836         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) == B_VMIO) {
2837                 bp->b_flags &= ~(B_INVAL|B_ERROR);
2838                 if( (bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
2839                     (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
2840                         mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
2841                         if (((bp->b_pages[0]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
2842                             ((bp->b_pages[0]->valid & mask) != mask)) {
2843                                 bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
2844                         }
2845                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
2846                         bp->b_resid = 0;
2847                         return;
2848                 }
2849                 ea = sa = bp->b_data;
2850                 for(i=0;i<bp->b_npages;i++,sa=ea) {
2851                         int j = ((u_long)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
2852                         ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
2853                         ea = (caddr_t)ulmin((u_long)ea,
2854                                 (u_long)bp->b_data + bp->b_bufsize);
2855                         mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
2856                         if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
2857                                 continue;
2858                         if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0) {
2859                                 if ((bp->b_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) {
2860                                         bzero(sa, ea - sa);
2861                                 }
2862                         } else {
2863                                 for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
2864                                         if (((bp->b_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
2865                                                 (bp->b_pages[i]->valid & (1<<j)) == 0)
2866                                                 bzero(sa, DEV_BSIZE);
2867                                 }
2868                         }
2869                         bp->b_pages[i]->valid |= mask;
2870                         vm_page_flag_clear(bp->b_pages[i], PG_ZERO);
2871                 }
2872                 bp->b_resid = 0;
2873         } else {
2874                 clrbuf(bp);
2875         }
2876 }
2877
2878 /*
2879  * vm_hold_load_pages and vm_hold_unload pages get pages into
2880  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
2881  * not associated with a file object.
2882  */
2883 void
2884 vm_hold_load_pages(struct buf * bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
2885 {
2886         vm_offset_t pg;
2887         vm_page_t p;
2888         int index;
2889
2890         to = round_page(to);
2891         from = round_page(from);
2892         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
2893
2894         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
2895
2896 tryagain:
2897
2898                 p = vm_page_alloc(kernel_object,
2899                         ((pg - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT),
2900                     VM_ALLOC_NORMAL);
2901                 if (!p) {
2902                         vm_pageout_deficit += (to - from) >> PAGE_SHIFT;
2903                         VM_WAIT;
2904                         goto tryagain;
2905                 }
2906                 vm_page_wire(p);
2907                 p->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
2908                 vm_page_flag_clear(p, PG_ZERO);
2909                 pmap_kenter(pg, VM_PAGE_TO_PHYS(p));
2910                 bp->b_pages[index] = p;
2911                 vm_page_wakeup(p);
2912         }
2913         bp->b_npages = index;
2914 }
2915
2916 void
2917 vm_hold_free_pages(struct buf * bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
2918 {
2919         vm_offset_t pg;
2920         vm_page_t p;
2921         int index, newnpages;
2922
2923         from = round_page(from);
2924         to = round_page(to);
2925         newnpages = index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
2926
2927         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
2928                 p = bp->b_pages[index];
2929                 if (p && (index < bp->b_npages)) {
2930 #if !defined(MAX_PERF)
2931                         if (p->busy) {
2932                                 printf("vm_hold_free_pages: blkno: %d, lblkno: %d\n",
2933                                         bp->b_blkno, bp->b_lblkno);
2934                         }
2935 #endif
2936                         bp->b_pages[index] = NULL;
2937                         pmap_kremove(pg);
2938                         vm_page_busy(p);
2939                         vm_page_unwire(p, 0);
2940                         vm_page_free(p);
2941                 }
2942         }
2943         bp->b_npages = newnpages;
2944 }
2945
2946
2947 #include "opt_ddb.h"
2948 #ifdef DDB
2949 #include <ddb/ddb.h>
2950
2951 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
2952 {
2953         /* get args */
2954         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
2955
2956         if (!have_addr) {
2957                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
2958                 return;
2959         }
2960
2961         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
2962         db_printf("b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, "
2963                   "b_resid = %ld\nb_dev = (%d,%d), b_data = %p, "
2964                   "b_blkno = %d, b_pblkno = %d\n",
2965                   bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
2966                   major(bp->b_dev), minor(bp->b_dev),
2967                   bp->b_data, bp->b_blkno, bp->b_pblkno);
2968         if (bp->b_npages) {
2969                 int i;
2970                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
2971                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2972                         vm_page_t m;
2973                         m = bp->b_pages[i];
2974                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
2975                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2976                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
2977                                 db_printf(",");
2978                 }
2979                 db_printf("\n");
2980         }
2981 }
2982 #endif /* DDB */