]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Merge ^/head r288197 through r288456.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
34  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
35  * sure that the performance degradation associated with schemes such
36  * as this is not realized.
37  *
38  * Author:  John S. Dyson
39  * Significant help during the development and debugging phases
40  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
41  *
42  * see man buf(9) for more info.
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/devicestat.h>
54 #include <sys/eventhandler.h>
55 #include <sys/fail.h>
56 #include <sys/limits.h>
57 #include <sys/lock.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/mount.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/kthread.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/resourcevar.h>
65 #include <sys/rwlock.h>
66 #include <sys/sysctl.h>
67 #include <sys/sysproto.h>
68 #include <sys/vmem.h>
69 #include <sys/vmmeter.h>
70 #include <sys/vnode.h>
71 #include <sys/watchdog.h>
72 #include <geom/geom.h>
73 #include <vm/vm.h>
74 #include <vm/vm_param.h>
75 #include <vm/vm_kern.h>
76 #include <vm/vm_pageout.h>
77 #include <vm/vm_page.h>
78 #include <vm/vm_object.h>
79 #include <vm/vm_extern.h>
80 #include <vm/vm_map.h>
81 #include <vm/swap_pager.h>
82 #include "opt_compat.h"
83 #include "opt_swap.h"
84
85 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
86
87 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
88
89 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
90         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
91         .bop_write      =       bufwrite,
92         .bop_strategy   =       bufstrategy,
93         .bop_sync       =       bufsync,
94         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
95 };
96
97 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
98 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
99 caddr_t unmapped_buf;
100
101 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
102 struct proc *bufdaemonproc;
103
104 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
105 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
106 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
107                 vm_offset_t to);
108 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
109 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
110                 vm_page_t m);
111 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
112 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
113 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
114 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
115 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
116 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
117                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
118 static int buf_flush(struct vnode *vp, int);
119 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
120 static void buf_daemon(void);
121 static void bremfreel(struct buf *bp);
122 static __inline void bd_wakeup(void);
123 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
124 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
125     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
126 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
127 #endif
128
129 int vmiodirenable = TRUE;
130 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
131     "Use the VM system for directory writes");
132 long runningbufspace;
133 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
134     "Amount of presently outstanding async buffer io");
135 static long bufspace;
136 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
137     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
138 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
139     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
140 #else
141 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
142     "Physical memory used for buffers");
143 #endif
144 static long bufkvaspace;
145 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace, 0,
146     "Kernel virtual memory used for buffers");
147 static long maxbufspace;
148 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
149     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
150 static long bufmallocspace;
151 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
152     "Amount of malloced memory for buffers");
153 static long maxbufmallocspace;
154 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
155     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
156 static long lobufspace;
157 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
158     "Minimum amount of buffers we want to have");
159 long hibufspace;
160 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
161     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
162 static int bufreusecnt;
163 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
164     "Number of times we have reused a buffer");
165 static int buffreekvacnt;
166 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
167     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
168 static int bufdefragcnt;
169 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
170     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
171 static long lorunningspace;
172 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
173     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
174     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
175 static long hirunningspace;
176 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
177     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
178     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
179 int dirtybufferflushes;
180 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
181     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
182 int bdwriteskip;
183 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
184     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
185 int altbufferflushes;
186 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
187     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
188 static int recursiveflushes;
189 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
190     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
191 static int numdirtybuffers;
192 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
193     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
194 static int lodirtybuffers;
195 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
196     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
197 static int hidirtybuffers;
198 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
199     "When the number of dirty buffers is considered severe");
200 int dirtybufthresh;
201 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
202     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
203 static int numfreebuffers;
204 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
205     "Number of free buffers");
206 static int lofreebuffers;
207 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
208    "XXX Unused");
209 static int hifreebuffers;
210 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
211    "XXX Complicatedly unused");
212 static int getnewbufcalls;
213 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
214    "Number of calls to getnewbuf");
215 static int getnewbufrestarts;
216 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
217     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
218 static int mappingrestarts;
219 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
220     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
221     "unmapped buffer");
222 static int flushbufqtarget = 100;
223 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
224     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
225 static long notbufdflushes;
226 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes, 0,
227     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
228 static long barrierwrites;
229 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
230     "Number of barrier writes");
231 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
232     &unmapped_buf_allowed, 0,
233     "Permit the use of the unmapped i/o");
234
235 /*
236  * Lock for the non-dirty bufqueues
237  */
238 static struct mtx_padalign bqclean;
239
240 /*
241  * Lock for the dirty queue.
242  */
243 static struct mtx_padalign bqdirty;
244
245 /*
246  * This lock synchronizes access to bd_request.
247  */
248 static struct mtx_padalign bdlock;
249
250 /*
251  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
252  * waitrunningbufspace().
253  */
254 static struct mtx_padalign rbreqlock;
255
256 /*
257  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
258  */
259 static struct rwlock_padalign nblock;
260
261 /*
262  * Lock that protects bdirtywait.
263  */
264 static struct mtx_padalign bdirtylock;
265
266 /*
267  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
268  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
269  * is idling.
270  */
271 static int bd_request;
272
273 /*
274  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
275  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
276  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
277  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
278  */
279 static int bd_speedupreq;
280
281 /*
282  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
283  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
284  * really that bad.  it would be better to split the buffer
285  * for input in the case of buffers partially already in memory,
286  * but the code is intricate enough already.
287  */
288 vm_page_t bogus_page;
289
290 /*
291  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
292  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
293  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
294  */
295 static int runningbufreq;
296
297 /* 
298  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
299  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
300  * by and/or.
301  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountadd(), bwillwrite(),
302  * getnewbuf(), and getblk().
303  */
304 static volatile int needsbuffer;
305
306 /*
307  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
308  */
309 static int bdirtywait;
310
311 /*
312  * Definitions for the buffer free lists.
313  */
314 #define BUFFER_QUEUES   4       /* number of free buffer queues */
315
316 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
317 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
318 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
319 #define QUEUE_EMPTY     3       /* empty buffer headers */
320 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
321
322 /* Queues for free buffers with various properties */
323 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
324 #ifdef INVARIANTS
325 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
326 #endif
327
328 /*
329  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
330  * buf_wmesg is referred from macros.
331  */
332 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
333
334 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
335 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
336 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
337
338 static int
339 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
340 {
341         long value;
342         int error;
343
344         value = *(long *)arg1;
345         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
346         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
347                 return (error);
348         mtx_lock(&rbreqlock);
349         if (arg1 == &hirunningspace) {
350                 if (value < lorunningspace)
351                         error = EINVAL;
352                 else
353                         hirunningspace = value;
354         } else {
355                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
356                     ("%s: unknown arg1", __func__));
357                 if (value > hirunningspace)
358                         error = EINVAL;
359                 else
360                         lorunningspace = value;
361         }
362         mtx_unlock(&rbreqlock);
363         return (error);
364 }
365
366 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
367     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
368 static int
369 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
370 {
371         long lvalue;
372         int ivalue;
373
374         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
375                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
376         lvalue = *(long *)arg1;
377         if (lvalue > INT_MAX)
378                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
379                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
380         ivalue = lvalue;
381         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
382 }
383 #endif
384
385 /*
386  *      bqlock:
387  *
388  *      Return the appropriate queue lock based on the index.
389  */
390 static inline struct mtx *
391 bqlock(int qindex)
392 {
393
394         if (qindex == QUEUE_DIRTY)
395                 return (struct mtx *)(&bqdirty);
396         return (struct mtx *)(&bqclean);
397 }
398
399 /*
400  *      bdirtywakeup:
401  *
402  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
403  */
404 static void
405 bdirtywakeup(void)
406 {
407         mtx_lock(&bdirtylock);
408         if (bdirtywait) {
409                 bdirtywait = 0;
410                 wakeup(&bdirtywait);
411         }
412         mtx_unlock(&bdirtylock);
413 }
414
415 /*
416  *      bdirtysub:
417  *
418  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
419  *      threads blocked in bwillwrite().
420  */
421 static void
422 bdirtysub(void)
423 {
424
425         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, -1) ==
426             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
427                 bdirtywakeup();
428 }
429
430 /*
431  *      bdirtyadd:
432  *
433  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
434  *      daemon if needed.
435  */
436 static void
437 bdirtyadd(void)
438 {
439
440         /*
441          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
442          * buf daemon will keep running until the condition clears.
443          */
444         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, 1) ==
445             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
446                 bd_wakeup();
447 }
448
449 /*
450  *      bufspacewakeup:
451  *
452  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
453  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
454  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
455  *      bp's get placed back in the queues.
456  */
457 static __inline void
458 bufspacewakeup(void)
459 {
460         int need_wakeup, on;
461
462         /*
463          * If someone is waiting for bufspace, wake them up.  Even
464          * though we may not have freed the kva space yet, the waiting
465          * process will be able to now.
466          */
467         rw_rlock(&nblock);
468         for (;;) {
469                 need_wakeup = 0;
470                 on = needsbuffer;
471                 if ((on & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) == 0)
472                         break;
473                 need_wakeup = 1;
474                 if (atomic_cmpset_rel_int(&needsbuffer, on,
475                     on & ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE))
476                         break;
477         }
478         if (need_wakeup)
479                 wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
480         rw_runlock(&nblock);
481 }
482
483 /*
484  *      bufspaceadjust:
485  *
486  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
487  *      waking any waiters.
488  */
489 static void
490 bufspaceadjust(struct buf *bp, int bufsize)
491 {
492         int diff;
493
494         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
495             ("bufspaceadjust: malloc buf %p", bp));
496         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
497         if (diff < 0) {
498                 atomic_subtract_long(&bufspace, -diff);
499                 bufspacewakeup();
500         } else
501                 atomic_add_long(&bufspace, diff);
502         bp->b_bufsize = bufsize;
503 }
504
505 /*
506  *      bufmallocadjust:
507  *
508  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
509  *      waking any waiters.
510  */
511 static void
512 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
513 {
514         int diff;
515
516         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
517             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
518         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
519         if (diff < 0) {
520                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
521                 bufspacewakeup();
522         } else
523                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
524         bp->b_bufsize = bufsize;
525 }
526
527 /*
528  *      runningwakeup:
529  *
530  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
531  *      below lorunningspace.
532  */
533 static void
534 runningwakeup(void)
535 {
536
537         mtx_lock(&rbreqlock);
538         if (runningbufreq) {
539                 runningbufreq = 0;
540                 wakeup(&runningbufreq);
541         }
542         mtx_unlock(&rbreqlock);
543 }
544
545 /*
546  *      runningbufwakeup:
547  *
548  *      Decrement the outstanding write count according.
549  */
550 void
551 runningbufwakeup(struct buf *bp)
552 {
553         long space, bspace;
554
555         bspace = bp->b_runningbufspace;
556         if (bspace == 0)
557                 return;
558         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
559         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
560             space, bspace));
561         bp->b_runningbufspace = 0;
562         /*
563          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
564          * the threshold to falling below it.
565          */
566         if (space < lorunningspace)
567                 return;
568         if (space - bspace > lorunningspace)
569                 return;
570         runningwakeup();
571 }
572
573 /*
574  *      bufcountadd:
575  *
576  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
577  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
578  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
579  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
580  */
581 static __inline void
582 bufcountadd(struct buf *bp)
583 {
584         int mask, need_wakeup, old, on;
585
586         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
587             ("buf %p already counted as free", bp));
588         bp->b_flags |= B_INFREECNT;
589         old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, 1);
590         KASSERT(old >= 0 && old < nbuf,
591             ("numfreebuffers climbed to %d", old + 1));
592         mask = VFS_BIO_NEED_ANY;
593         if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
594                 mask |= VFS_BIO_NEED_FREE;
595         rw_rlock(&nblock);
596         for (;;) {
597                 need_wakeup = 0;
598                 on = needsbuffer;
599                 if (on == 0)
600                         break;
601                 need_wakeup = 1;
602                 if (atomic_cmpset_rel_int(&needsbuffer, on, on & ~mask))
603                         break;
604         }
605         if (need_wakeup)
606                 wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
607         rw_runlock(&nblock);
608 }
609
610 /*
611  *      bufcountsub:
612  *
613  *      Decrement the numfreebuffers count as needed.
614  */
615 static void
616 bufcountsub(struct buf *bp)
617 {
618         int old;
619
620         /*
621          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
622          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
623          * numfreebuffers.
624          */
625         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
626                 KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0,
627                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
628                 bp->b_flags &= ~B_INFREECNT;
629                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
630                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
631         }
632 }
633
634 /*
635  *      waitrunningbufspace()
636  *
637  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
638  *      running.  This routine is used in async-write situations to
639  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
640  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
641  *
642  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
643  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
644  *      caller's write has reached the device.
645  */
646 void
647 waitrunningbufspace(void)
648 {
649
650         mtx_lock(&rbreqlock);
651         while (runningbufspace > hirunningspace) {
652                 runningbufreq = 1;
653                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
654         }
655         mtx_unlock(&rbreqlock);
656 }
657
658
659 /*
660  *      vfs_buf_test_cache:
661  *
662  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
663  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
664  *      valid data.
665  */
666 static __inline void
667 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
668     vm_offset_t size, vm_page_t m)
669 {
670
671         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
672         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
673                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
674                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
675                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
676         }
677 }
678
679 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
680 static __inline void
681 bd_wakeup(void)
682 {
683
684         mtx_lock(&bdlock);
685         if (bd_request == 0) {
686                 bd_request = 1;
687                 wakeup(&bd_request);
688         }
689         mtx_unlock(&bdlock);
690 }
691
692 /*
693  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
694  */
695 void
696 bd_speedup(void)
697 {
698         int needwake;
699
700         mtx_lock(&bdlock);
701         needwake = 0;
702         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
703                 needwake = 1;
704         bd_speedupreq = 1;
705         bd_request = 1;
706         if (needwake)
707                 wakeup(&bd_request);
708         mtx_unlock(&bdlock);
709 }
710
711 #ifndef NSWBUF_MIN
712 #define NSWBUF_MIN      16
713 #endif
714
715 #ifdef __i386__
716 #define TRANSIENT_DENOM 5
717 #else
718 #define TRANSIENT_DENOM 10
719 #endif
720
721 /*
722  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
723  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
724  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
725  * being reserved at this time.
726  */
727 caddr_t
728 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
729 {
730         int tuned_nbuf;
731         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
732
733         /*
734          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
735          * PAGE_SIZE is >= 1K)
736          */
737         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
738
739         /*
740          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
741          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
742          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
743          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
744          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
745          * maxbcache bytes.
746          *
747          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
748          */
749         if (nbuf == 0) {
750                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
751
752                 nbuf = 50;
753                 if (physmem_est > 4096)
754                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
755                             65536 / factor);
756                 if (physmem_est > 65536)
757                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
758                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
759
760                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
761                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
762                 tuned_nbuf = 1;
763         } else
764                 tuned_nbuf = 0;
765
766         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
767         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
768         if (nbuf > maxbuf) {
769                 if (!tuned_nbuf)
770                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
771                             maxbuf);
772                 nbuf = maxbuf;
773         }
774
775         /*
776          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
777          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
778          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
779          *
780          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
781          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
782          * maximum buffer map extent on the platform.
783          *
784          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
785          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
786          * with ample KVA space.
787          */
788         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
789                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
790                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
791                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
792                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
793                         /*
794                          * There is more KVA than memory.  Do not
795                          * adjust buffer map size, and assign the rest
796                          * of maxbuf to transient map.
797                          */
798                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
799                 } else {
800                         /*
801                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
802                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
803                          * the buffer map to the transient bio map.
804                          */
805                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
806                         buf_sz -= biotmap_sz;
807                 }
808                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
809                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
810                 else
811                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
812                 /*
813                  * Artifically limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
814                  * using the transient mapping.
815                  */
816                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
817                         bio_transient_maxcnt = 1024;
818                 if (tuned_nbuf)
819                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
820         }
821
822         /*
823          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
824          * We have no less then 16 and no more then 256.
825          */
826         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
827         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
828         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
829                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
830
831         /*
832          * Reserve space for the buffer cache buffers
833          */
834         swbuf = (void *)v;
835         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
836         buf = (void *)v;
837         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
838
839         return(v);
840 }
841
842 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
843 void
844 bufinit(void)
845 {
846         struct buf *bp;
847         int i;
848
849         CTASSERT(MAXBCACHEBUF >= MAXBSIZE);
850         mtx_init(&bqclean, "bufq clean lock", NULL, MTX_DEF);
851         mtx_init(&bqdirty, "bufq dirty lock", NULL, MTX_DEF);
852         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
853         rw_init(&nblock, "needsbuffer lock");
854         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
855         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
856
857         /* next, make a null set of free lists */
858         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
859                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
860
861         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
862
863         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
864         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
865                 bp = &buf[i];
866                 bzero(bp, sizeof *bp);
867                 bp->b_flags = B_INVAL | B_INFREECNT;
868                 bp->b_rcred = NOCRED;
869                 bp->b_wcred = NOCRED;
870                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
871                 bp->b_xflags = 0;
872                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
873                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
874                 BUF_LOCKINIT(bp);
875                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
876 #ifdef INVARIANTS
877                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
878 #endif
879         }
880
881         /*
882          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
883          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
884          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
885          * used by most other processes.  The differential is required to 
886          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
887          * be blocked waiting for buffer space.
888          *
889          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
890          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
891          * by the system.
892          */
893         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
894         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBCACHEBUF * 10);
895         lobufspace = hibufspace - MAXBCACHEBUF;
896
897         /*
898          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
899          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
900          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
901          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
902          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
903          * hirunningspace.
904          */
905         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBCACHEBUF),
906             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
907         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBCACHEBUF);
908
909 /*
910  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
911  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
912  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
913  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
914  * (small) directories.
915  */
916         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
917
918 /*
919  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
920  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
921  */
922         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
923         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
924         numdirtybuffers = 0;
925 /*
926  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
927  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
928  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
929  * BKVASIZE'd buffers.
930  */
931         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
932                 hidirtybuffers >>= 1;
933         }
934         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
935
936 /*
937  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
938  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
939  * emergency reserve.
940  */
941         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
942         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
943         numfreebuffers = nbuf;
944
945         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
946             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
947 }
948
949 #ifdef INVARIANTS
950 static inline void
951 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
952 {
953
954         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
955             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
956         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
957             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
958         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
959             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
960 }
961
962 static inline void
963 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
964 {
965
966         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
967             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
968 }
969
970 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
971 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
972 #else
973 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
974 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
975 #endif
976
977 static int
978 isbufbusy(struct buf *bp)
979 {
980         if (((bp->b_flags & (B_INVAL | B_PERSISTENT)) == 0 &&
981             BUF_ISLOCKED(bp)) ||
982             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
983                 return (1);
984         return (0);
985 }
986
987 /*
988  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
989  */
990 void
991 bufshutdown(int show_busybufs)
992 {
993         static int first_buf_printf = 1;
994         struct buf *bp;
995         int iter, nbusy, pbusy;
996 #ifndef PREEMPTION
997         int subiter;
998 #endif
999
1000         /* 
1001          * Sync filesystems for shutdown
1002          */
1003         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1004         sys_sync(curthread, NULL);
1005
1006         /*
1007          * With soft updates, some buffers that are
1008          * written will be remarked as dirty until other
1009          * buffers are written.
1010          */
1011         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1012                 nbusy = 0;
1013                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1014                         if (isbufbusy(bp))
1015                                 nbusy++;
1016                 if (nbusy == 0) {
1017                         if (first_buf_printf)
1018                                 printf("All buffers synced.");
1019                         break;
1020                 }
1021                 if (first_buf_printf) {
1022                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1023                         first_buf_printf = 0;
1024                 }
1025                 printf("%d ", nbusy);
1026                 if (nbusy < pbusy)
1027                         iter = 0;
1028                 pbusy = nbusy;
1029
1030                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1031                 sys_sync(curthread, NULL);
1032
1033 #ifdef PREEMPTION
1034                 /*
1035                  * Drop Giant and spin for a while to allow
1036                  * interrupt threads to run.
1037                  */
1038                 DROP_GIANT();
1039                 DELAY(50000 * iter);
1040                 PICKUP_GIANT();
1041 #else
1042                 /*
1043                  * Drop Giant and context switch several times to
1044                  * allow interrupt threads to run.
1045                  */
1046                 DROP_GIANT();
1047                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1048                         thread_lock(curthread);
1049                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1050                         thread_unlock(curthread);
1051                         DELAY(1000);
1052                 }
1053                 PICKUP_GIANT();
1054 #endif
1055         }
1056         printf("\n");
1057         /*
1058          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1059          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1060          */
1061         nbusy = 0;
1062         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1063                 if (isbufbusy(bp)) {
1064 #if 0
1065 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1066                         if (bp->b_dev == NULL) {
1067                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1068                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1069                                 continue;
1070                         }
1071 #endif
1072                         nbusy++;
1073                         if (show_busybufs > 0) {
1074                                 printf(
1075             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1076                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1077                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1078                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1079                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1080                                 if (show_busybufs > 1)
1081                                         vn_printf(bp->b_vp,
1082                                             "vnode content: ");
1083                         }
1084                 }
1085         }
1086         if (nbusy) {
1087                 /*
1088                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1089                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1090                  */
1091                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1092                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1093         } else {
1094                 if (!first_buf_printf)
1095                         printf("Final sync complete\n");
1096                 /*
1097                  * Unmount filesystems
1098                  */
1099                 if (panicstr == 0)
1100                         vfs_unmountall();
1101         }
1102         swapoff_all();
1103         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1104 }
1105
1106 static void
1107 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1108 {
1109
1110         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1111
1112         /*
1113          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1114          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1115          */
1116         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1117         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1118         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1119             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1120 }
1121
1122 /*
1123  *      binsfree:
1124  *
1125  *      Insert the buffer into the appropriate free list.
1126  */
1127 static void
1128 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1129 {
1130         struct mtx *olock, *nlock;
1131
1132         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1133
1134         nlock = bqlock(qindex);
1135         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1136         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1137                 olock = bqlock(bp->b_qindex);
1138                 mtx_lock(olock);
1139                 bremfreel(bp);
1140                 if (olock != nlock) {
1141                         mtx_unlock(olock);
1142                         mtx_lock(nlock);
1143                 }
1144         } else
1145                 mtx_lock(nlock);
1146
1147         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1148                 panic("binsfree: free buffer onto another queue???");
1149
1150         bp->b_qindex = qindex;
1151         if (bp->b_flags & B_AGE)
1152                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1153         else
1154                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1155 #ifdef INVARIANTS
1156         bq_len[bp->b_qindex]++;
1157 #endif
1158         mtx_unlock(nlock);
1159
1160         /*
1161          * Something we can maybe free or reuse.
1162          */
1163         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1164                 bufspacewakeup();
1165
1166         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1167                 bufcountadd(bp);
1168 }
1169
1170 /*
1171  *      bremfree:
1172  *
1173  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1174  *      
1175  */
1176 void
1177 bremfree(struct buf *bp)
1178 {
1179
1180         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1181         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1182             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1183         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1184             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1185         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1186
1187         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1188         bufcountsub(bp);
1189 }
1190
1191 /*
1192  *      bremfreef:
1193  *
1194  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1195  *      it abuses the b_freelist pointer.
1196  */
1197 void
1198 bremfreef(struct buf *bp)
1199 {
1200         struct mtx *qlock;
1201
1202         qlock = bqlock(bp->b_qindex);
1203         mtx_lock(qlock);
1204         bremfreel(bp);
1205         mtx_unlock(qlock);
1206 }
1207
1208 /*
1209  *      bremfreel:
1210  *
1211  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1212  *      correct qlock held.
1213  */
1214 static void
1215 bremfreel(struct buf *bp)
1216 {
1217
1218         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
1219             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1220         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1221             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
1222         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1223         mtx_assert(bqlock(bp->b_qindex), MA_OWNED);
1224
1225         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1226 #ifdef INVARIANTS
1227         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
1228             bp->b_qindex));
1229         bq_len[bp->b_qindex]--;
1230 #endif
1231         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1232         /*
1233          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
1234          * from the queue and return the stats are already done.
1235          */
1236         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1237                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1238                 return;
1239         }
1240         bufcountsub(bp);
1241 }
1242
1243 /*
1244  *      bufkvafree:
1245  *
1246  *      Free the kva allocation for a buffer.
1247  *
1248  */
1249 static void
1250 bufkvafree(struct buf *bp)
1251 {
1252
1253 #ifdef INVARIANTS
1254         if (bp->b_kvasize == 0) {
1255                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1256                     bp->b_data == unmapped_buf,
1257                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1258         } else if (buf_mapped(bp))
1259                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1260         else
1261                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1262 #endif
1263         if (bp->b_kvasize == 0)
1264                 return;
1265
1266         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
1267         atomic_subtract_long(&bufkvaspace, bp->b_kvasize);
1268         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
1269         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1270         bp->b_kvasize = 0;
1271 }
1272
1273 /*
1274  *      bufkvaalloc:
1275  *
1276  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
1277  */
1278 static int
1279 bufkvaalloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
1280 {
1281         vm_offset_t addr;
1282         int error;
1283
1284         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
1285             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
1286
1287         bufkvafree(bp);
1288
1289         addr = 0;
1290         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
1291         if (error != 0) {
1292                 /*
1293                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
1294                  * to defragment the map.
1295                  */
1296                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
1297                 return (error);
1298         }
1299         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
1300         bp->b_kvasize = maxsize;
1301         atomic_add_long(&bufkvaspace, bp->b_kvasize);
1302         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
1303                 bp->b_data = unmapped_buf;
1304                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1305         } else {
1306                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1307                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1308         }
1309         return (0);
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
1314  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
1315  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
1316  */
1317 void
1318 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
1319     int cnt, struct ucred * cred)
1320 {
1321         struct buf *rabp;
1322         int i;
1323
1324         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
1325                 if (inmem(vp, *rablkno))
1326                         continue;
1327                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
1328
1329                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1330                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1331                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
1332                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
1333                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
1334                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1335                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
1336                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1337                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
1338                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
1339                         BUF_KERNPROC(rabp);
1340                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
1341                         bstrategy(rabp);
1342                 } else {
1343                         brelse(rabp);
1344                 }
1345         }
1346 }
1347
1348 /*
1349  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
1350  *
1351  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
1352  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
1353  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
1354  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
1355  */
1356 int
1357 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
1358     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
1359 {
1360         struct buf *bp;
1361         int rv = 0, readwait = 0;
1362
1363         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
1364         /*
1365          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
1366          */
1367         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
1368         if (bp == NULL)
1369                 return (EBUSY);
1370
1371         /* if not found in cache, do some I/O */
1372         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1373                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1374                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
1375                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
1376                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
1377                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1378                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1379                         bp->b_rcred = crhold(cred);
1380                 vfs_busy_pages(bp, 0);
1381                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1382                 bstrategy(bp);
1383                 ++readwait;
1384         }
1385
1386         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
1387
1388         if (readwait) {
1389                 rv = bufwait(bp);
1390         }
1391         return (rv);
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1396  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1397  * is invalid.
1398  *
1399  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1400  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1401  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1402  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1403  * here.
1404  */
1405 int
1406 bufwrite(struct buf *bp)
1407 {
1408         int oldflags;
1409         struct vnode *vp;
1410         long space;
1411         int vp_md;
1412
1413         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1414         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
1415                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
1416                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
1417                 brelse(bp);
1418                 return (ENXIO);
1419         }
1420         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1421                 brelse(bp);
1422                 return (0);
1423         }
1424
1425         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1426                 barrierwrites++;
1427
1428         oldflags = bp->b_flags;
1429
1430         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1431
1432         if (bp->b_pin_count > 0)
1433                 bunpin_wait(bp);
1434
1435         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1436             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1437
1438         vp = bp->b_vp;
1439         if (vp)
1440                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1441         else
1442                 vp_md = 0;
1443
1444         /*
1445          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1446          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1447          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1448          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1449          */
1450         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1451         bundirty(bp);
1452
1453         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1454         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1455         bp->b_flags |= B_CACHE;
1456         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1457
1458         vfs_busy_pages(bp, 1);
1459
1460         /*
1461          * Normal bwrites pipeline writes
1462          */
1463         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1464         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1465
1466         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1467                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1468         if (oldflags & B_ASYNC)
1469                 BUF_KERNPROC(bp);
1470         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1471         bstrategy(bp);
1472
1473         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1474                 int rtval = bufwait(bp);
1475                 brelse(bp);
1476                 return (rtval);
1477         } else if (space > hirunningspace) {
1478                 /*
1479                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1480                  * system.  We will not deadlock here because
1481                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
1482                  * to complete. We do not block here if it is the update
1483                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
1484                  * to deadlock.
1485                  */
1486                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
1487                         waitrunningbufspace();
1488         }
1489
1490         return (0);
1491 }
1492
1493 void
1494 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
1495 {
1496         struct buf *nbp;
1497
1498         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
1499                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
1500                 altbufferflushes++;
1501         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
1502                 BO_LOCK(bo);
1503                 /*
1504                  * Try to find a buffer to flush.
1505                  */
1506                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
1507                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
1508                             BUF_LOCK(nbp,
1509                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
1510                                 continue;
1511                         if (bp == nbp)
1512                                 panic("bdwrite: found ourselves");
1513                         BO_UNLOCK(bo);
1514                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
1515                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
1516                                 BO_LOCK(bo);
1517                                 BUF_UNLOCK(nbp);
1518                                 continue;
1519                         }
1520                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
1521                                 vfs_bio_awrite(nbp);
1522                         } else {
1523                                 bremfree(nbp);
1524                                 bawrite(nbp);
1525                         }
1526                         dirtybufferflushes++;
1527                         break;
1528                 }
1529                 if (nbp == NULL)
1530                         BO_UNLOCK(bo);
1531         }
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1536  * anything if the buffer is marked invalid.
1537  *
1538  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1539  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1540  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1541  * out synchronously.
1542  */
1543 void
1544 bdwrite(struct buf *bp)
1545 {
1546         struct thread *td = curthread;
1547         struct vnode *vp;
1548         struct bufobj *bo;
1549
1550         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1551         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1552         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
1553             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
1554         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1555
1556         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1557                 brelse(bp);
1558                 return;
1559         }
1560
1561         /*
1562          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1563          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1564          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1565          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1566          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1567          */
1568         vp = bp->b_vp;
1569         bo = bp->b_bufobj;
1570         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1571                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1572                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1573                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1574         } else
1575                 recursiveflushes++;
1576
1577         bdirty(bp);
1578         /*
1579          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1580          * true even of NFS now.
1581          */
1582         bp->b_flags |= B_CACHE;
1583
1584         /*
1585          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1586          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1587          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1588          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1589          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1590          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1591          * the bmap then...  So, this is important to do.
1592          */
1593         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1594                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1595         }
1596
1597         /*
1598          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1599          * pages.
1600          *
1601          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1602          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1603          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1604          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1605          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1606          * or perhaps the cluster will be completed.
1607          */
1608         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1609         bqrelse(bp);
1610
1611         /*
1612          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1613          * due to the softdep code.
1614          */
1615 }
1616
1617 /*
1618  *      bdirty:
1619  *
1620  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1621  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1622  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1623  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1624  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1625  *
1626  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1627  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1628  *      should only be called if the buffer is known-good.
1629  *
1630  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1631  *      count.
1632  *
1633  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1634  */
1635 void
1636 bdirty(struct buf *bp)
1637 {
1638
1639         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1640             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1641         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1642         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1643             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1644         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1645         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1646         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1647
1648         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1649                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1650                 reassignbuf(bp);
1651                 bdirtyadd();
1652         }
1653 }
1654
1655 /*
1656  *      bundirty:
1657  *
1658  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1659  *
1660  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1661  *      count.
1662  *      
1663  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1664  */
1665
1666 void
1667 bundirty(struct buf *bp)
1668 {
1669
1670         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1671         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1672         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1673             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1674         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1675
1676         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1677                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1678                 reassignbuf(bp);
1679                 bdirtysub();
1680         }
1681         /*
1682          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1683          */
1684         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1685 }
1686
1687 /*
1688  *      bawrite:
1689  *
1690  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1691  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1692  *
1693  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1694  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1695  */
1696 void
1697 bawrite(struct buf *bp)
1698 {
1699
1700         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1701         (void) bwrite(bp);
1702 }
1703
1704 /*
1705  *      babarrierwrite:
1706  *
1707  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
1708  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
1709  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
1710  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1711  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1712  */
1713 void
1714 babarrierwrite(struct buf *bp)
1715 {
1716
1717         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
1718         (void) bwrite(bp);
1719 }
1720
1721 /*
1722  *      bbarrierwrite:
1723  *
1724  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
1725  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
1726  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
1727  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1728  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1729  */
1730 int
1731 bbarrierwrite(struct buf *bp)
1732 {
1733
1734         bp->b_flags |= B_BARRIER;
1735         return (bwrite(bp));
1736 }
1737
1738 /*
1739  *      bwillwrite:
1740  *
1741  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1742  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1743  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1744  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1745  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1746  */
1747 void
1748 bwillwrite(void)
1749 {
1750
1751         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1752                 mtx_lock(&bdirtylock);
1753                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1754                         bdirtywait = 1;
1755                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
1756                             "flswai", 0);
1757                 }
1758                 mtx_unlock(&bdirtylock);
1759         }
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Return true if we have too many dirty buffers.
1764  */
1765 int
1766 buf_dirty_count_severe(void)
1767 {
1768
1769         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1770 }
1771
1772 /*
1773  *      brelse:
1774  *
1775  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1776  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1777  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1778  */
1779 void
1780 brelse(struct buf *bp)
1781 {
1782         int qindex;
1783
1784         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1785             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1786         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1787             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1788         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
1789             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
1790
1791         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1792                 /*
1793                  * Do not process, in particular, do not handle the
1794                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
1795                  */
1796                 BUF_UNLOCK(bp);
1797                 return;
1798         }
1799
1800         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1801                 bqrelse(bp);
1802                 return;
1803         }
1804
1805         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
1806                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1807                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
1808                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1809                 bdirty(bp);
1810         }
1811         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1812             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1813                 /*
1814                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1815                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1816                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1817                  * is futile.
1818                  */
1819                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1820                 bdirty(bp);
1821         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1822             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1823                 /*
1824                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1825                  * cache the buffer.
1826                  */
1827                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1828                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1829                         buf_deallocate(bp);
1830                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1831                         bdirtysub();
1832                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1833                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1834                         allocbuf(bp, 0);
1835                         if (bp->b_vp)
1836                                 brelvp(bp);
1837                 }
1838         }
1839
1840         /*
1841          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
1842          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1843          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1844          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1845          * 
1846          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
1847          * if B_DELWRI is set.
1848          */
1849         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1850                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1851
1852         /*
1853          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1854          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1855          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1856          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1857          *
1858          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1859          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1860          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1861          *
1862          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1863          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1864          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1865          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1866          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1867          * background write.
1868          */
1869         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
1870             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
1871             !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1872             (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1873             !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) && (bp->b_flags & B_DELWRI))) {
1874                 vfs_vmio_invalidate(bp);
1875                 allocbuf(bp, 0);
1876         }
1877
1878         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
1879             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
1880                 allocbuf(bp, 0);
1881                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
1882                 if (bp->b_vp != NULL)
1883                         brelvp(bp);
1884         }
1885                         
1886         /*
1887          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1888          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1889          * doesn't find it.
1890          */
1891         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1892             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1893                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1894         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1895                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1896                         bundirty(bp);
1897                 if (bp->b_vp)
1898                         brelvp(bp);
1899         }
1900
1901         /* buffers with no memory */
1902         if (bp->b_bufsize == 0) {
1903                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1904                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1905                         panic("losing buffer 1");
1906                 bufkvafree(bp);
1907                 qindex = QUEUE_EMPTY;
1908                 bp->b_flags |= B_AGE;
1909         /* buffers with junk contents */
1910         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1911             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1912                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1913                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1914                         panic("losing buffer 2");
1915                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1916                 bp->b_flags |= B_AGE;
1917         /* remaining buffers */
1918         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1919                 qindex = QUEUE_DIRTY;
1920         else
1921                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1922
1923         binsfree(bp, qindex);
1924
1925         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1926         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1927                 panic("brelse: not dirty");
1928         /* unlock */
1929         BUF_UNLOCK(bp);
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1934  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1935  *
1936  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1937  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1938  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1939  * again soon.
1940  *
1941  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1942  */
1943 void
1944 bqrelse(struct buf *bp)
1945 {
1946         int qindex;
1947
1948         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1949         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1950             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1951
1952         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1953                 /* do not release to free list */
1954                 BUF_UNLOCK(bp);
1955                 return;
1956         }
1957         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1958
1959         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1960                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1961                         bremfreef(bp);
1962                 goto out;
1963         }
1964
1965         /* buffers with stale but valid contents */
1966         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
1967             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
1968                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1969                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
1970                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1971                 qindex = QUEUE_DIRTY;
1972         } else {
1973                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
1974                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1975                         panic("bqrelse: not dirty");
1976                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
1977                         brelse(bp);
1978                         return;
1979                 }
1980                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1981         }
1982         binsfree(bp, qindex);
1983
1984 out:
1985         /* unlock */
1986         BUF_UNLOCK(bp);
1987 }
1988
1989 /*
1990  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
1991  * restore bogus pages.
1992  */
1993 static void
1994 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
1995 {
1996         vm_ooffset_t foff;
1997         vm_page_t m;
1998         vm_object_t obj;
1999         struct vnode *vp;
2000         int bogus, i, iosize;
2001
2002         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2003         KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
2004             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2005             obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
2006
2007         vp = bp->b_vp;
2008         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2009             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2010         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2011             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2012
2013         foff = bp->b_offset;
2014         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2015             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2016
2017         bogus = 0;
2018         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2019         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2020         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2021                 int resid;
2022
2023                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2024                 if (resid > iosize)
2025                         resid = iosize;
2026
2027                 /*
2028                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2029                  */
2030                 m = bp->b_pages[i];
2031                 if (m == bogus_page) {
2032                         bogus = 1;
2033                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2034                         if (m == NULL)
2035                                 panic("biodone: page disappeared!");
2036                         bp->b_pages[i] = m;
2037                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2038                         /*
2039                          * In the write case, the valid and clean bits are
2040                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2041                          * only need to do this here in the read case.
2042                          */
2043                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2044                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2045                             "has unexpected dirty bits", m));
2046                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2047                 }
2048                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2049                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2050                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2051
2052                 vm_page_sunbusy(m);
2053                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
2054                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2055                 iosize -= resid;
2056         }
2057         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
2058         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2059         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2060                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2061                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2062                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2063         }
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Unwire a page held by a buf and place it on the appropriate vm queue.
2068  */
2069 static void
2070 vfs_vmio_unwire(struct buf *bp, vm_page_t m)
2071 {
2072         bool freed;
2073
2074         vm_page_lock(m);
2075         if (vm_page_unwire(m, PQ_NONE)) {
2076                 /*
2077                  * Determine if the page should be freed before adding
2078                  * it to the inactive queue.
2079                  */
2080                 if (m->valid == 0) {
2081                         freed = !vm_page_busied(m);
2082                         if (freed)
2083                                 vm_page_free(m);
2084                 } else if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0)
2085                         freed = vm_page_try_to_free(m);
2086                 else
2087                         freed = false;
2088                 if (!freed) {
2089                         /*
2090                          * If the page is unlikely to be reused, let the
2091                          * VM know.  Otherwise, maintain LRU page
2092                          * ordering and put the page at the tail of the
2093                          * inactive queue.
2094                          */
2095                         if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0)
2096                                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
2097                         else
2098                                 vm_page_deactivate(m);
2099                 }
2100         }
2101         vm_page_unlock(m);
2102 }
2103
2104 /*
2105  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2106  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2107  */
2108 static void
2109 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2110 {
2111         vm_object_t obj;
2112         vm_page_t m;
2113         int i, resid, poffset, presid;
2114
2115         if (buf_mapped(bp)) {
2116                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2117                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2118         } else
2119                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2120         /*
2121          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2122          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2123          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2124          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2125          *
2126          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2127          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2128          * m->dirty, etc...). 
2129          *
2130          * See man buf(9) for more information
2131          */
2132         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2133         resid = bp->b_bufsize;
2134         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2135         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2136         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2137                 m = bp->b_pages[i];
2138                 if (m == bogus_page)
2139                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2140                 bp->b_pages[i] = NULL;
2141
2142                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2143                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2144                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2145                 while (vm_page_xbusied(m)) {
2146                         vm_page_lock(m);
2147                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2148                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh");
2149                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2150                 }
2151                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2152                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2153                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2154                 resid -= presid;
2155                 poffset = 0;
2156         }
2157         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2158         bp->b_npages = 0;
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
2163  */
2164 static void
2165 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
2166 {
2167         vm_object_t obj;
2168         vm_page_t m;
2169         int i;
2170
2171         if (bp->b_npages == desiredpages)
2172                 return;
2173
2174         if (buf_mapped(bp)) {
2175                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2176                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2177                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
2178         } else
2179                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2180         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2181         if (obj != NULL)
2182                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2183         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2184                 m = bp->b_pages[i];
2185                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
2186                 bp->b_pages[i] = NULL;
2187                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2188         }
2189         if (obj != NULL)
2190                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2191         bp->b_npages = desiredpages;
2192 }
2193
2194 /*
2195  * Byte granular extension of VMIO buffers.
2196  */
2197 static void
2198 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
2199 {
2200         /*
2201          * We are growing the buffer, possibly in a 
2202          * byte-granular fashion.
2203          */
2204         vm_object_t obj;
2205         vm_offset_t toff;
2206         vm_offset_t tinc;
2207         vm_page_t m;
2208
2209         /*
2210          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
2211          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
2212          * are not valid for the range covered by the buffer.
2213          */
2214         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2215         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2216         while (bp->b_npages < desiredpages) {
2217                 /*
2218                  * We must allocate system pages since blocking
2219                  * here could interfere with paging I/O, no
2220                  * matter which process we are.
2221                  *
2222                  * Only exclusive busy can be tested here.
2223                  * Blocking on shared busy might lead to
2224                  * deadlocks once allocbuf() is called after
2225                  * pages are vfs_busy_pages().
2226                  */
2227                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
2228                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SYSTEM |
2229                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
2230                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
2231                 if (m->valid == 0)
2232                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2233                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2234                 ++bp->b_npages;
2235         }
2236
2237         /*
2238          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
2239          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
2240          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
2241          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
2242          * aligned range ( newbsize ).
2243          *
2244          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
2245          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
2246          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
2247          * fails with NFS if the server or some other client
2248          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
2249          * B_CACHE may remain set! XXX
2250          */
2251         toff = bp->b_bcount;
2252         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
2253         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
2254                 vm_pindex_t pi;
2255
2256                 if (tinc > (size - toff))
2257                         tinc = size - toff;
2258                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
2259                 m = bp->b_pages[pi];
2260                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
2261                 toff += tinc;
2262                 tinc = PAGE_SIZE;
2263         }
2264         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2265
2266         /*
2267          * Step 3, fixup the KVA pmap.
2268          */
2269         if (buf_mapped(bp))
2270                 bpmap_qenter(bp);
2271         else
2272                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
2277  * write.
2278  */
2279 static int
2280 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
2281 {
2282         struct buf *bpa;
2283         int match;
2284
2285         match = 0;
2286
2287         /* If the buf isn't in core skip it */
2288         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
2289                 return (0);
2290
2291         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
2292         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2293                 return (0);
2294
2295         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
2296         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
2297             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
2298                 goto done;
2299
2300         if (bpa->b_bufsize != size)
2301                 goto done;
2302
2303         /*
2304          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
2305          * block has been mapped.
2306          */
2307         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
2308                 match = 1;
2309 done:
2310         BUF_UNLOCK(bpa);
2311         return (match);
2312 }
2313
2314 /*
2315  *      vfs_bio_awrite:
2316  *
2317  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
2318  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
2319  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
2320  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
2321  */
2322 int
2323 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
2324 {
2325         struct bufobj *bo;
2326         int i;
2327         int j;
2328         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
2329         struct vnode *vp = bp->b_vp;
2330         int ncl;
2331         int nwritten;
2332         int size;
2333         int maxcl;
2334         int gbflags;
2335
2336         bo = &vp->v_bufobj;
2337         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
2338         /*
2339          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
2340          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
2341          * rather then at the beginning.
2342          */
2343         if ((vp->v_type == VREG) && 
2344             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
2345             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
2346
2347                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2348                 maxcl = MAXPHYS / size;
2349
2350                 BO_RLOCK(bo);
2351                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
2352                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
2353                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2354                                 break;
2355
2356                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
2357                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
2358                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2359                                 break;
2360                 BO_RUNLOCK(bo);
2361                 --j;
2362                 ncl = i + j;
2363                 /*
2364                  * this is a possible cluster write
2365                  */
2366                 if (ncl != 1) {
2367                         BUF_UNLOCK(bp);
2368                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
2369                             gbflags);
2370                         return (nwritten);
2371                 }
2372         }
2373         bremfree(bp);
2374         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2375         /*
2376          * default (old) behavior, writing out only one block
2377          *
2378          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
2379          */
2380         nwritten = bp->b_bufsize;
2381         (void) bwrite(bp);
2382
2383         return (nwritten);
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Ask the bufdaemon for help, or act as bufdaemon itself, when a
2388  * locked vnode is supplied.
2389  */
2390 static void
2391 getnewbuf_bufd_help(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo,
2392     int defrag)
2393 {
2394         struct thread *td;
2395         char *waitmsg;
2396         int error, fl, flags, norunbuf;
2397
2398         mtx_assert(&bqclean, MA_OWNED);
2399
2400         if (defrag) {
2401                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2402                 waitmsg = "nbufkv";
2403         } else if (bufspace >= hibufspace) {
2404                 waitmsg = "nbufbs";
2405                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2406         } else {
2407                 waitmsg = "newbuf";
2408                 flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2409         }
2410         atomic_set_int(&needsbuffer, flags);
2411         mtx_unlock(&bqclean);
2412
2413         bd_speedup();   /* heeeelp */
2414         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
2415                 return;
2416
2417         td = curthread;
2418         rw_wlock(&nblock);
2419         while ((needsbuffer & flags) != 0) {
2420                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
2421                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2422                         rw_wunlock(&nblock);
2423                         /*
2424                          * getblk() is called with a vnode locked, and
2425                          * some majority of the dirty buffers may as
2426                          * well belong to the vnode.  Flushing the
2427                          * buffers there would make a progress that
2428                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
2429                          * cannot lock the vnode.
2430                          */
2431                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2432                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2433
2434                         /*
2435                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
2436                          * may be called while the thread owns lock
2437                          * for another dirty buffer for the same
2438                          * vnode, which makes it impossible to use
2439                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
2440                          * recursion.
2441                          */
2442                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2443                         fl = buf_flush(vp, flushbufqtarget);
2444                         td->td_pflags &= norunbuf;
2445                         rw_wlock(&nblock);
2446                         if (fl != 0)
2447                                 continue;
2448                         if ((needsbuffer & flags) == 0)
2449                                 break;
2450                 }
2451                 error = rw_sleep(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer), &nblock,
2452                     (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo);
2453                 if (error != 0)
2454                         break;
2455         }
2456         rw_wunlock(&nblock);
2457 }
2458
2459 static void
2460 getnewbuf_reuse_bp(struct buf *bp, int qindex)
2461 {
2462
2463         CTR6(KTR_BUF, "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
2464             "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
2465              bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
2466         mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2467
2468         /*
2469          * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2470          * buffers.
2471          */
2472         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
2473             ("invalid buffer %p flags %#x found in queue %d", bp, bp->b_flags,
2474             qindex));
2475
2476         /*
2477          * When recycling a clean buffer we have to truncate it and
2478          * release the vnode.
2479          */
2480         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
2481                 allocbuf(bp, 0);
2482                 if (bp->b_vp != NULL)
2483                         brelvp(bp);
2484         }
2485
2486         /*
2487          * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still valid
2488          * after this operation.
2489          */
2490         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
2491                 crfree(bp->b_rcred);
2492                 bp->b_rcred = NOCRED;
2493         }
2494         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
2495                 crfree(bp->b_wcred);
2496                 bp->b_wcred = NOCRED;
2497         }
2498         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2499                 buf_deallocate(bp);
2500         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2501                 panic("losing buffer 3");
2502         KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
2503             bp, bp->b_vp, qindex));
2504         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
2505             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
2506         KASSERT(bp->b_npages == 0,
2507             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
2508
2509         bp->b_flags = 0;
2510         bp->b_ioflags = 0;
2511         bp->b_xflags = 0;
2512         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
2513             ("buf %p still counted as free?", bp));
2514         bp->b_vflags = 0;
2515         bp->b_vp = NULL;
2516         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
2517         bp->b_offset = NOOFFSET;
2518         bp->b_iodone = 0;
2519         bp->b_error = 0;
2520         bp->b_resid = 0;
2521         bp->b_bcount = 0;
2522         bp->b_npages = 0;
2523         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2524         bp->b_bufobj = NULL;
2525         bp->b_pin_count = 0;
2526         bp->b_data = bp->b_kvabase;
2527         bp->b_fsprivate1 = NULL;
2528         bp->b_fsprivate2 = NULL;
2529         bp->b_fsprivate3 = NULL;
2530
2531         LIST_INIT(&bp->b_dep);
2532 }
2533
2534 static struct buf *
2535 getnewbuf_scan(int maxsize, int defrag, int unmapped, int metadata)
2536 {
2537         struct buf *bp, *nbp;
2538         int nqindex, qindex, pass;
2539
2540         KASSERT(!unmapped || !defrag, ("both unmapped and defrag"));
2541
2542         pass = 0;
2543 restart:
2544         if (pass != 0)
2545                 atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
2546
2547         nbp = NULL;
2548         mtx_lock(&bqclean);
2549         /*
2550          * If we're not defragging or low on bufspace attempt to make a new
2551          * buf from a header.
2552          */
2553         if (defrag == 0 && bufspace + maxsize < hibufspace) {
2554                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2555                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[nqindex]);
2556         }
2557         /*
2558          * All available buffers might be clean or we need to start recycling.
2559          */
2560         if (nbp == NULL) {
2561                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2562                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2563         }
2564
2565         /*
2566          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
2567          * depending.
2568          */
2569         while ((bp = nbp) != NULL) {
2570                 qindex = nqindex;
2571
2572                 /*
2573                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
2574                  * release the bqlock)
2575                  */
2576                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
2577                         switch (qindex) {
2578                         case QUEUE_EMPTY:
2579                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2580                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[nqindex]);
2581                                 if (nbp != NULL)
2582                                         break;
2583                                 /* FALLTHROUGH */
2584                         case QUEUE_CLEAN:
2585                                 if (metadata && pass == 0) {
2586                                         pass = 1;
2587                                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
2588                                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[nqindex]);
2589                                 }
2590                                 /*
2591                                  * nbp is NULL. 
2592                                  */
2593                                 break;
2594                         }
2595                 }
2596                 /*
2597                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2598                  * b_kvasize != 0.  This situation occurs when we
2599                  * have many unmapped bufs.
2600                  */
2601                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0)
2602                         continue;
2603
2604                 /*
2605                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2606                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
2607                  */
2608                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2609                         continue;
2610                 /*
2611                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2612                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2613                  */
2614                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
2615                         BUF_UNLOCK(bp);
2616                         continue;
2617                 }
2618
2619                 /*
2620                  * Requeue the background write buffer with error.
2621                  */
2622                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
2623                         bremfreel(bp);
2624                         mtx_unlock(&bqclean);
2625                         bqrelse(bp);
2626                         continue;
2627                 }
2628
2629                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
2630                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2631
2632                 bremfreel(bp);
2633                 mtx_unlock(&bqclean);
2634
2635                 /*
2636                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2637                  * the scan from this point on.
2638                  */
2639                 getnewbuf_reuse_bp(bp, qindex);
2640                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2641
2642                 /*
2643                  * If we are defragging then free the buffer.
2644                  */
2645                 if (defrag) {
2646                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2647                         brelse(bp);
2648                         defrag = 0;
2649                         goto restart;
2650                 }
2651
2652                 /*
2653                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2654                  * identity change by freeing the buffer.
2655                  */
2656                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2657                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2658                         brelse(bp);
2659                         goto restart;
2660                 }
2661
2662                 if (metadata)
2663                         break;
2664
2665                 /*
2666                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2667                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2668                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2669                  */
2670                 if (bufspace >= hibufspace && bp->b_kvasize != 0) {
2671                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2672                         brelse(bp);
2673                         goto restart;
2674                 }
2675                 break;
2676         }
2677         return (bp);
2678 }
2679
2680 /*
2681  *      getnewbuf:
2682  *
2683  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2684  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2685  *
2686  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
2687  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
2688  *
2689  *      We block if:
2690  *              We have insufficient buffer headers
2691  *              We have insufficient buffer space
2692  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
2693  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2694  */
2695 static struct buf *
2696 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
2697     int gbflags)
2698 {
2699         struct buf *bp;
2700         int defrag, metadata;
2701
2702         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2703             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2704         if (!unmapped_buf_allowed)
2705                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2706
2707         defrag = 0;
2708         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2709             vp->v_type == VCHR)
2710                 metadata = 1;
2711         else
2712                 metadata = 0;
2713         /*
2714          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
2715          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
2716          * low-memory situations by proactively returning memory and running
2717          * async I/O rather then sync I/O.
2718          */
2719         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2720 restart:
2721         bp = getnewbuf_scan(maxsize, defrag, (gbflags & (GB_UNMAPPED |
2722             GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED, metadata);
2723         if (bp != NULL)
2724                 defrag = 0;
2725
2726         /*
2727          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2728          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2729          *
2730          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2731          */
2732         if (bp == NULL) {
2733                 mtx_assert(&bqclean, MA_OWNED);
2734                 getnewbuf_bufd_help(vp, gbflags, slpflag, slptimeo, defrag);
2735                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2736         } else if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED) {
2737                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2738
2739                 bufkvafree(bp);
2740                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2741         } else {
2742                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2743
2744                 /*
2745                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2746                  * woods, we still have to reserve kva space. In order to
2747                  * keep fragmentation sane we only allocate kva in BKVASIZE
2748                  * chunks.
2749                  */
2750                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2751
2752                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
2753                     bufkvaalloc(bp, maxsize, gbflags)) {
2754                         defrag = 1;
2755                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2756                         brelse(bp);
2757                         goto restart;
2758                 } else if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) ==
2759                     (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) {
2760                         bp->b_data = unmapped_buf;
2761                         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2762                 }
2763                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2764         }
2765         return (bp);
2766 }
2767
2768 /*
2769  *      buf_daemon:
2770  *
2771  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2772  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2773  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2774  */
2775
2776 static struct kproc_desc buf_kp = {
2777         "bufdaemon",
2778         buf_daemon,
2779         &bufdaemonproc
2780 };
2781 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2782
2783 static int
2784 buf_flush(struct vnode *vp, int target)
2785 {
2786         int flushed;
2787
2788         flushed = flushbufqueues(vp, target, 0);
2789         if (flushed == 0) {
2790                 /*
2791                  * Could not find any buffers without rollback
2792                  * dependencies, so just write the first one
2793                  * in the hopes of eventually making progress.
2794                  */
2795                 if (vp != NULL && target > 2)
2796                         target /= 2;
2797                 flushbufqueues(vp, target, 1);
2798         }
2799         return (flushed);
2800 }
2801
2802 static void
2803 buf_daemon()
2804 {
2805         int lodirty;
2806
2807         /*
2808          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2809          */
2810         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2811             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2812
2813         /*
2814          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2815          */
2816         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2817         mtx_lock(&bdlock);
2818         for (;;) {
2819                 bd_request = 0;
2820                 mtx_unlock(&bdlock);
2821
2822                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2823                 lodirty = lodirtybuffers;
2824                 if (bd_speedupreq) {
2825                         lodirty = numdirtybuffers / 2;
2826                         bd_speedupreq = 0;
2827                 }
2828                 /*
2829                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2830                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2831                  * the I/O system.
2832                  */
2833                 while (numdirtybuffers > lodirty) {
2834                         if (buf_flush(NULL, numdirtybuffers - lodirty) == 0)
2835                                 break;
2836                         kern_yield(PRI_USER);
2837                 }
2838
2839                 /*
2840                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2841                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2842                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2843                  * built up, within reason.
2844                  *
2845                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2846                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
2847                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
2848                  */
2849                 mtx_lock(&bdlock);
2850                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2851                         /*
2852                          * We reached our low water mark, reset the
2853                          * request and sleep until we are needed again.
2854                          * The sleep is just so the suspend code works.
2855                          */
2856                         bd_request = 0;
2857                         /*
2858                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
2859                          * changed via sysctl and the explicit transition
2860                          * out of shortfall was missed.
2861                          */
2862                         bdirtywakeup();
2863                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
2864                                 runningwakeup();
2865                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2866                 } else {
2867                         /*
2868                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2869                          * still have too many dirty buffers, we
2870                          * have to sleep and try again.  (rare)
2871                          */
2872                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2873                 }
2874         }
2875 }
2876
2877 /*
2878  *      flushbufqueues:
2879  *
2880  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2881  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2882  *      particularly sensitive to.
2883  */
2884 static int flushwithdeps = 0;
2885 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2886     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2887
2888 static int
2889 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int target, int flushdeps)
2890 {
2891         struct buf *sentinel;
2892         struct vnode *vp;
2893         struct mount *mp;
2894         struct buf *bp;
2895         int hasdeps;
2896         int flushed;
2897         int queue;
2898         int error;
2899         bool unlock;
2900
2901         flushed = 0;
2902         queue = QUEUE_DIRTY;
2903         bp = NULL;
2904         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2905         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2906         mtx_lock(&bqdirty);
2907         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2908         mtx_unlock(&bqdirty);
2909         while (flushed != target) {
2910                 maybe_yield();
2911                 mtx_lock(&bqdirty);
2912                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2913                 if (bp != NULL) {
2914                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2915                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2916                             b_freelist);
2917                 } else {
2918                         mtx_unlock(&bqdirty);
2919                         break;
2920                 }
2921                 /*
2922                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2923                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2924                  *
2925                  * Only flush the buffers that belong to the
2926                  * vnode locked by the curthread.
2927                  */
2928                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
2929                     bp->b_vp != lvp)) {
2930                         mtx_unlock(&bqdirty);
2931                         continue;
2932                 }
2933                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
2934                 mtx_unlock(&bqdirty);
2935                 if (error != 0)
2936                         continue;
2937                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2938                         BUF_UNLOCK(bp);
2939                         continue;
2940                 }
2941                 /*
2942                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2943                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2944                  */
2945                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2946                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2947                         BUF_UNLOCK(bp);
2948                         continue;
2949                 }
2950                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2951                         bremfreef(bp);
2952                         brelse(bp);
2953                         flushed++;
2954                         continue;
2955                 }
2956
2957                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2958                         if (flushdeps == 0) {
2959                                 BUF_UNLOCK(bp);
2960                                 continue;
2961                         }
2962                         hasdeps = 1;
2963                 } else
2964                         hasdeps = 0;
2965                 /*
2966                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2967                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2968                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2969                  * system.
2970                  *
2971                  * The lock order here is the reverse of the normal
2972                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2973                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2974                  */
2975                 vp = bp->b_vp;
2976                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2977                         BUF_UNLOCK(bp);
2978                         continue;
2979                 }
2980                 if (lvp == NULL) {
2981                         unlock = true;
2982                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
2983                 } else {
2984                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
2985                         unlock = false;
2986                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
2987                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
2988                 }
2989                 if (error == 0) {
2990                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2991                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2992                         if (curproc == bufdaemonproc) {
2993                                 vfs_bio_awrite(bp);
2994                         } else {
2995                                 bremfree(bp);
2996                                 bwrite(bp);
2997                                 notbufdflushes++;
2998                         }
2999                         vn_finished_write(mp);
3000                         if (unlock)
3001                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3002                         flushwithdeps += hasdeps;
3003                         flushed++;
3004
3005                         /*
3006                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3007                          * vnode lock leads to deadlock.
3008                          */
3009                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3010                             runningbufspace > hirunningspace)
3011                                 waitrunningbufspace();
3012                         continue;
3013                 }
3014                 vn_finished_write(mp);
3015                 BUF_UNLOCK(bp);
3016         }
3017         mtx_lock(&bqdirty);
3018         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
3019         mtx_unlock(&bqdirty);
3020         free(sentinel, M_TEMP);
3021         return (flushed);
3022 }
3023
3024 /*
3025  * Check to see if a block is currently memory resident.
3026  */
3027 struct buf *
3028 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3029 {
3030         struct buf *bp;
3031
3032         BO_RLOCK(bo);
3033         bp = gbincore(bo, blkno);
3034         BO_RUNLOCK(bo);
3035         return (bp);
3036 }
3037
3038 /*
3039  * Returns true if no I/O is needed to access the
3040  * associated VM object.  This is like incore except
3041  * it also hunts around in the VM system for the data.
3042  */
3043
3044 static int
3045 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3046 {
3047         vm_object_t obj;
3048         vm_offset_t toff, tinc, size;
3049         vm_page_t m;
3050         vm_ooffset_t off;
3051
3052         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3053
3054         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3055                 return 1;
3056         if (vp->v_mount == NULL)
3057                 return 0;
3058         obj = vp->v_object;
3059         if (obj == NULL)
3060                 return (0);
3061
3062         size = PAGE_SIZE;
3063         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3064                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3065         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3066
3067         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3068         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3069                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3070                 if (!m)
3071                         goto notinmem;
3072                 tinc = size;
3073                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3074                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3075                 if (vm_page_is_valid(m,
3076                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3077                         goto notinmem;
3078         }
3079         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3080         return 1;
3081
3082 notinmem:
3083         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3084         return (0);
3085 }
3086
3087 /*
3088  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3089  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3090  * to the size of the buffer.
3091  *
3092  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3093  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3094  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3095  *
3096  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3097  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3098  */
3099 static void
3100 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3101 {
3102         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3103         vm_page_t m;
3104         int i;
3105
3106         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3107                 return;
3108
3109         foff = bp->b_offset;
3110         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3111             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3112
3113         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3114         vfs_drain_busy_pages(bp);
3115         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3116         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3117                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3118                 eoff = noff;
3119                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3120                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3121                 m = bp->b_pages[i];
3122                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3123                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3124                 foff = noff;
3125         }
3126         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3127 }
3128
3129 static void
3130 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3131 {
3132         vm_object_t object;
3133         int i;
3134
3135         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3136         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3137
3138         /*
3139          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3140          * object has been flushed yet.
3141          */
3142         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3143                 vm_offset_t boffset;
3144                 vm_offset_t eoffset;
3145
3146                 /*
3147                  * test the pages to see if they have been modified directly
3148                  * by users through the VM system.
3149                  */
3150                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3151                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3152
3153                 /*
3154                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3155                  * (eoffset - boffset) bytes.
3156                  */
3157
3158                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3159                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3160                                 break;
3161                 }
3162                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3163
3164                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3165                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3166                                 break;
3167                         }
3168                 }
3169                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3170
3171                 /*
3172                  * Fit it to the buffer.
3173                  */
3174
3175                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3176                         eoffset = bp->b_bcount;
3177
3178                 /*
3179                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3180                  * dirty range.
3181                  */
3182
3183                 if (boffset < eoffset) {
3184                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3185                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3186                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3187                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3188                 }
3189         }
3190 }
3191
3192 /*
3193  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3194  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3195  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3196  */
3197 static void
3198 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3199 {
3200         struct buf *scratch_bp;
3201         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3202         off_t offset;
3203
3204         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3205             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3206         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3207             bp->b_data == unmapped_buf &&
3208             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3209         if (!need_mapping && !need_kva)
3210                 return;
3211
3212         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3213
3214         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3215                 /*
3216                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3217                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3218                  * allocated space.
3219                  */
3220                 goto has_addr;
3221         }
3222
3223         /*
3224          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3225          * if the buffer was mapped.
3226          */
3227         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3228         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3229         offset = blkno * bsize;
3230         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3231         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3232
3233 mapping_loop:
3234         if (bufkvaalloc(bp, maxsize, gbflags)) {
3235                 /*
3236                  * Request defragmentation. getnewbuf() returns us the
3237                  * allocated space by the scratch buffer KVA.
3238                  */
3239                 scratch_bp = getnewbuf(bp->b_vp, 0, 0, size, maxsize, gbflags |
3240                     (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC));
3241                 if (scratch_bp == NULL) {
3242                         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3243                                 /*
3244                                  * XXXKIB: defragmentation cannot
3245                                  * succeed, not sure what else to do.
3246                                  */
3247                                 panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3248                         }
3249                         atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
3250                         goto mapping_loop;
3251                 }
3252                 KASSERT(scratch_bp->b_kvabase != unmapped_buf,
3253                     ("scratch bp has no KVA %p", scratch_bp));
3254                 /* Grab pointers. */
3255                 bp->b_kvabase = scratch_bp->b_kvabase;
3256                 bp->b_kvasize = scratch_bp->b_kvasize;
3257                 bp->b_data = scratch_bp->b_data;
3258
3259                 /* Get rid of the scratch buffer. */
3260                 scratch_bp->b_kvasize = 0;
3261                 scratch_bp->b_flags |= B_INVAL;
3262                 scratch_bp->b_data = scratch_bp->b_kvabase = unmapped_buf;
3263                 brelse(scratch_bp);
3264         }
3265 has_addr:
3266         if (need_mapping) {
3267                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3268                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3269                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3270                 bpmap_qenter(bp);
3271         }
3272 }
3273
3274 /*
3275  *      getblk:
3276  *
3277  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3278  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3279  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3280  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3281  *      READ.
3282  *
3283  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3284  *      an existing buffer.
3285  *
3286  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3287  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3288  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3289  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3290  *
3291  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3292  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3293  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3294  *      backing VM.
3295  *
3296  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3297  *      B_CACHE bit is clear.
3298  *      
3299  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3300  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3301  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3302  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3303  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3304  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3305  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3306  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
3307  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3308  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3309  */
3310 struct buf *
3311 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3312     int flags)
3313 {
3314         struct buf *bp;
3315         struct bufobj *bo;
3316         int bsize, error, maxsize, vmio;
3317         off_t offset;
3318
3319         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3320         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3321             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3322         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3323         if (size > MAXBCACHEBUF)
3324                 panic("getblk: size(%d) > MAXBCACHEBUF(%d)\n", size,
3325                     MAXBCACHEBUF);
3326         if (!unmapped_buf_allowed)
3327                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3328
3329         bo = &vp->v_bufobj;
3330 loop:
3331         BO_RLOCK(bo);
3332         bp = gbincore(bo, blkno);
3333         if (bp != NULL) {
3334                 int lockflags;
3335                 /*
3336                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3337                  * it must be on a queue.
3338                  */
3339                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3340
3341                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3342                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3343
3344                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3345                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3346
3347                 /*
3348                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3349                  * the buffer changed identities.
3350                  */
3351                 if (error == ENOLCK)
3352                         goto loop;
3353                 /* We timed out or were interrupted. */
3354                 else if (error)
3355                         return (NULL);
3356                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3357                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3358                         goto end;
3359
3360                 /*
3361                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3362                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3363                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3364                  * backing VM cache.
3365                  */
3366                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3367                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3368                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3369                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3370                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3371                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3372                 else
3373                         bremfree(bp);
3374
3375                 /*
3376                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3377                  */
3378                 if (bp->b_bcount != size) {
3379                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3380                             (size > bp->b_kvasize)) {
3381                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3382                                         /*
3383                                          * If buffer is pinned and caller does
3384                                          * not want sleep  waiting for it to be
3385                                          * unpinned, bail out
3386                                          * */
3387                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
3388                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
3389                                                         bqrelse(bp);
3390                                                         return (NULL);
3391                                                 } else {
3392                                                         bunpin_wait(bp);
3393                                                 }
3394                                         }
3395                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3396                                         bwrite(bp);
3397                                 } else {
3398                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3399                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3400                                                 brelse(bp);
3401                                         } else {
3402                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3403                                                 bwrite(bp);
3404                                         }
3405                                 }
3406                                 goto loop;
3407                         }
3408                 }
3409
3410                 /*
3411                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3412                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3413                  * reservation is requested.
3414                  */
3415                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3416
3417                 /*
3418                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
3419                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3420                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3421                  * unchanged from its previous state.
3422                  */
3423                 allocbuf(bp, size);
3424
3425                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3426                     ("getblk: no buffer offset"));
3427
3428                 /*
3429                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3430                  * be committed before we can return the buffer in
3431                  * order to prevent the caller from issuing a read
3432                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3433                  * it.
3434                  *
3435                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3436                  * operate properly either because they assume they
3437                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3438                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3439                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3440                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3441                  * preventing further loops.
3442                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3443                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3444                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3445                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3446                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3447                  * after the write.
3448                  *
3449                  * We might be able to do something fancy, like setting
3450                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3451                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3452                  * confusing.  This is much easier.
3453                  */
3454
3455                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3456                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3457                         bwrite(bp);
3458                         goto loop;
3459                 }
3460                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3461         } else {
3462                 /*
3463                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3464                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3465                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3466                  */
3467                 BO_RUNLOCK(bo);
3468                 /*
3469                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3470                  * here.
3471                  */
3472                 if (flags & GB_NOCREAT)
3473                         return NULL;
3474                 if (numfreebuffers == 0 && TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3475                         return NULL;
3476
3477                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3478                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3479                 offset = blkno * bsize;
3480                 vmio = vp->v_object != NULL;
3481                 if (vmio) {
3482                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3483                 } else {
3484                         maxsize = size;
3485                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3486                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3487                 }
3488                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3489
3490                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
3491                 if (bp == NULL) {
3492                         if (slpflag || slptimeo)
3493                                 return NULL;
3494                         goto loop;
3495                 }
3496
3497                 /*
3498                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3499                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3500                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3501                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3502                  * throw away the one we just created.
3503                  *
3504                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3505                  * with the vp especially considering limitations in
3506                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3507                  * lblkno's.
3508                  */
3509                 BO_LOCK(bo);
3510                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3511                         BO_UNLOCK(bo);
3512                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3513                         brelse(bp);
3514                         goto loop;
3515                 }
3516
3517                 /*
3518                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3519                  * be found by incore.
3520                  */
3521                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3522                 bp->b_offset = offset;
3523                 bgetvp(vp, bp);
3524                 BO_UNLOCK(bo);
3525
3526                 /*
3527                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3528                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3529                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3530                  * backing store for validity.
3531                  */
3532
3533                 if (vmio) {
3534                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3535                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3536                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3537                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3538                 } else {
3539                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3540                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3541                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3542                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3543                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3544                 }
3545
3546                 allocbuf(bp, size);
3547                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3548         }
3549         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3550         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3551 end:
3552         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3553             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3554         return (bp);
3555 }
3556
3557 /*
3558  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3559  * set to B_INVAL.
3560  */
3561 struct buf *
3562 geteblk(int size, int flags)
3563 {
3564         struct buf *bp;
3565         int maxsize;
3566
3567         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3568         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
3569                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3570                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3571                         return (NULL);
3572         }
3573         allocbuf(bp, size);
3574         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3575         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3576         return (bp);
3577 }
3578
3579 /*
3580  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
3581  */
3582 static void
3583 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
3584 {
3585
3586         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3587                 /*
3588                  * malloced buffers are not shrunk
3589                  */
3590                 if (newbsize == 0) {
3591                         bufmallocadjust(bp, 0);
3592                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3593                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3594                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3595                 }
3596                 return;
3597         }
3598         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3599         bufspaceadjust(bp, newbsize);
3600 }
3601
3602 /*
3603  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
3604  */
3605 static void
3606 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
3607 {
3608         caddr_t origbuf;
3609         int origbufsize;
3610
3611         /*
3612          * We only use malloced memory on the first allocation.
3613          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3614          * grows.
3615          *
3616          * There is a potential smp race here that could lead
3617          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3618          * is probably extremely rare and not worth worrying
3619          * over.
3620          */
3621         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
3622             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
3623                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3624                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3625                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
3626                 return;
3627         }
3628
3629         /*
3630          * If the buffer is growing on its other-than-first
3631          * allocation then we revert to the page-allocation
3632          * scheme.
3633          */
3634         origbuf = NULL;
3635         origbufsize = 0;
3636         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3637                 origbuf = bp->b_data;
3638                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3639                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3640                 bufmallocadjust(bp, 0);
3641                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3642                 newbsize = round_page(newbsize);
3643         }
3644         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3645             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3646         if (origbuf != NULL) {
3647                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3648                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3649         }
3650         bufspaceadjust(bp, newbsize);
3651 }
3652
3653 /*
3654  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3655  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3656  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3657  * resize a buffer up or down.
3658  *
3659  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3660  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3661  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3662  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3663  *
3664  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3665  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3666  */
3667 int
3668 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3669 {
3670         int newbsize;
3671
3672         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3673
3674         if (bp->b_bcount == size)
3675                 return (1);
3676
3677         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
3678                 panic("allocbuf: buffer too small");
3679
3680         newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3681         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3682                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
3683                         newbsize = round_page(newbsize);
3684                 /*
3685                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3686                  * mess with B_CACHE.
3687                  */
3688                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
3689                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
3690                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
3691                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
3692         } else {
3693                 int desiredpages;
3694
3695                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3696                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3697
3698                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3699                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3700                 /*
3701                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3702                  * 0-length.
3703                  */
3704                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3705                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3706
3707                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
3708                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
3709                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
3710                 else if (size > bp->b_bcount)
3711                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
3712                 bufspaceadjust(bp, newbsize);
3713         }
3714         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
3715         return (1);
3716 }
3717
3718 extern int inflight_transient_maps;
3719
3720 void
3721 biodone(struct bio *bp)
3722 {
3723         struct mtx *mtxp;
3724         void (*done)(struct bio *);
3725         vm_offset_t start, end;
3726
3727         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3728                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
3729                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
3730                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3731                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3732                 bp->bio_data = unmapped_buf;
3733                 pmap_qremove(start, OFF_TO_IDX(end - start));
3734                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
3735                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3736         }
3737         done = bp->bio_done;
3738         if (done == NULL) {
3739                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3740                 mtx_lock(mtxp);
3741                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3742                 wakeup(bp);
3743                 mtx_unlock(mtxp);
3744         } else {
3745                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3746                 done(bp);
3747         }
3748 }
3749
3750 /*
3751  * Wait for a BIO to finish.
3752  */
3753 int
3754 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3755 {
3756         struct mtx *mtxp;
3757
3758         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3759         mtx_lock(mtxp);
3760         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3761                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
3762         mtx_unlock(mtxp);
3763         if (bp->bio_error != 0)
3764                 return (bp->bio_error);
3765         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3766                 return (0);
3767         return (EIO);
3768 }
3769
3770 void
3771 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3772 {
3773         
3774         if (error) {
3775                 bp->bio_error = error;
3776                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3777         }
3778         if (stat != NULL)
3779                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3780         biodone(bp);
3781 }
3782
3783 /*
3784  *      bufwait:
3785  *
3786  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3787  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3788  *      error and cleared.
3789  */
3790 int
3791 bufwait(struct buf *bp)
3792 {
3793         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3794                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3795         else
3796                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3797         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3798                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3799                 return (EINTR);
3800         }
3801         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3802                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3803         } else {
3804                 return (0);
3805         }
3806 }
3807
3808 /*
3809  *      bufdone:
3810  *
3811  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3812  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3813  *      not allowed.
3814  *
3815  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3816  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3817  *      assuming B_INVAL is clear.
3818  *
3819  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3820  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3821  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3822  *
3823  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3824  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3825  *      in the biodone routine.
3826  */
3827 void
3828 bufdone(struct buf *bp)
3829 {
3830         struct bufobj *dropobj;
3831         void    (*biodone)(struct buf *);
3832
3833         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3834         dropobj = NULL;
3835
3836         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3837         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3838
3839         runningbufwakeup(bp);
3840         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3841                 dropobj = bp->b_bufobj;
3842         /* call optional completion function if requested */
3843         if (bp->b_iodone != NULL) {
3844                 biodone = bp->b_iodone;
3845                 bp->b_iodone = NULL;
3846                 (*biodone) (bp);
3847                 if (dropobj)
3848                         bufobj_wdrop(dropobj);
3849                 return;
3850         }
3851
3852         bufdone_finish(bp);
3853
3854         if (dropobj)
3855                 bufobj_wdrop(dropobj);
3856 }
3857
3858 void
3859 bufdone_finish(struct buf *bp)
3860 {
3861         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3862
3863         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3864                 buf_complete(bp);
3865
3866         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3867                 /*
3868                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3869                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3870                  * routines.
3871                  */
3872                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3873                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3874                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3875                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3876                 vfs_vmio_iodone(bp);
3877         }
3878
3879         /*
3880          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3881          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3882          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3883          */
3884         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3885                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
3886                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3887                         brelse(bp);
3888                 else
3889                         bqrelse(bp);
3890         } else
3891                 bdone(bp);
3892 }
3893
3894 /*
3895  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3896  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3897  * consistant.
3898  */
3899 void
3900 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3901 {
3902         int i;
3903         vm_object_t obj;
3904         vm_page_t m;
3905
3906         runningbufwakeup(bp);
3907         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3908                 return;
3909
3910         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3911         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3912         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3913                 m = bp->b_pages[i];
3914                 if (m == bogus_page) {
3915                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3916                         if (!m)
3917                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3918                         bp->b_pages[i] = m;
3919                         if (buf_mapped(bp)) {
3920                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3921                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3922                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3923                         } else
3924                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3925                 }
3926                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3927                 vm_page_sunbusy(m);
3928         }
3929         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3930         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3931 }
3932
3933 /*
3934  * vfs_page_set_valid:
3935  *
3936  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3937  *      range is restricted to the buffer's size.
3938  *
3939  *      This routine is typically called after a read completes.
3940  */
3941 static void
3942 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3943 {
3944         vm_ooffset_t eoff;
3945
3946         /*
3947          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
3948          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
3949          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
3950          * allocation size of the buffer.
3951          */
3952         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
3953         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3954                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3955
3956         /*
3957          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3958          * entire page.
3959          */
3960         if (eoff > off)
3961                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
3962 }
3963
3964 /*
3965  * vfs_page_set_validclean:
3966  *
3967  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
3968  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
3969  */
3970 static void
3971 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3972 {
3973         vm_ooffset_t soff, eoff;
3974
3975         /*
3976          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3977          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3978          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3979          * of the buffer.
3980          */
3981         soff = off;
3982         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3983         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3984                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3985
3986         /*
3987          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3988          * entire page.
3989          */
3990         if (eoff > soff) {
3991                 vm_page_set_validclean(
3992                     m,
3993                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3994                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3995                 );
3996         }
3997 }
3998
3999 /*
4000  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4001  * exclusive busy, drain it.
4002  */
4003 void
4004 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4005 {
4006         vm_page_t m;
4007         int i, last_busied;
4008
4009         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4010         last_busied = 0;
4011         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4012                 m = bp->b_pages[i];
4013                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4014                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4015                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4016                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4017                                 vm_page_lock(m);
4018                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4019                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage");
4020                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4021                         }
4022                 }
4023         }
4024         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4025                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4026 }
4027
4028 /*
4029  * This routine is called before a device strategy routine.
4030  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4031  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4032  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4033  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4034  * inconsistant.
4035  *
4036  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4037  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
4038  * and should be ignored.
4039  */
4040 void
4041 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4042 {
4043         int i, bogus;
4044         vm_object_t obj;
4045         vm_ooffset_t foff;
4046         vm_page_t m;
4047
4048         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4049                 return;
4050
4051         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4052         foff = bp->b_offset;
4053         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4054             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4055         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4056         vfs_drain_busy_pages(bp);
4057         if (bp->b_bufsize != 0)
4058                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4059         bogus = 0;
4060         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4061                 m = bp->b_pages[i];
4062
4063                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4064                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4065                         vm_page_sbusy(m);
4066                 }
4067                 /*
4068                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4069                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4070                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4071                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4072                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4073                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4074                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4075                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4076                  * first place ).  The replacement prevents the read
4077                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4078                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4079                  * It may not work properly with small-block devices.
4080                  * We need to find a better way.
4081                  */
4082                 if (clear_modify) {
4083                         pmap_remove_write(m);
4084                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4085                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4086                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4087                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4088                         bogus++;
4089                 }
4090                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4091         }
4092         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4093         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4094                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4095                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4096                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4097         }
4098 }
4099
4100 /*
4101  *      vfs_bio_set_valid:
4102  *
4103  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4104  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4105  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4106  *      page.
4107  */
4108 void   
4109 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4110 {
4111         int i, n;
4112         vm_page_t m;
4113
4114         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4115                 return;
4116
4117         /*
4118          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4119          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4120          * first page that can be validated.
4121          */
4122         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4123         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4124
4125         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4126         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4127                 m = bp->b_pages[i];
4128                 if (n > size)
4129                         n = size;
4130                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4131                 base += n;
4132                 size -= n;
4133                 n = PAGE_SIZE;
4134         }
4135         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4136 }
4137
4138 /*
4139  *      vfs_bio_clrbuf:
4140  *
4141  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4142  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4143  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4144  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4145  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4146  *
4147  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4148  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4149  */
4150 void
4151 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4152 {
4153         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4154
4155         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4156                 clrbuf(bp);
4157                 return;
4158         }
4159         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4160         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4161         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4162         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4163             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4164                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4165                         goto unlock;
4166                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4167                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4168                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4169                         goto unlock;
4170                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4171                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4172                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4173                         goto unlock;
4174                 }
4175         }
4176         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4177         slide = 0;
4178         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4179                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4180                 ea = slide & PAGE_MASK;
4181                 if (ea == 0)
4182                         ea = PAGE_SIZE;
4183                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4184                         continue;
4185                 j = sa / DEV_BSIZE;
4186                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4187                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4188                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4189                         continue;
4190                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4191                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4192                 else {
4193                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4194                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4195                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4196                                             sa, DEV_BSIZE);
4197                                 }
4198                         }
4199                 }
4200                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4201         }
4202 unlock:
4203         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4204         bp->b_resid = 0;
4205 }
4206
4207 void
4208 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4209 {
4210         vm_page_t m;
4211         int i, n;
4212
4213         if (buf_mapped(bp)) {
4214                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4215                 bzero(bp->b_data + base, size);
4216         } else {
4217                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4218                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4219                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4220                         m = bp->b_pages[i];
4221                         if (n > size)
4222                                 n = size;
4223                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4224                         base += n;
4225                         size -= n;
4226                         n = PAGE_SIZE;
4227                 }
4228         }
4229 }
4230
4231 /*
4232  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4233  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4234  * not associated with a file object.
4235  */
4236 static void
4237 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4238 {
4239         vm_offset_t pg;
4240         vm_page_t p;
4241         int index;
4242
4243         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4244
4245         to = round_page(to);
4246         from = round_page(from);
4247         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4248
4249         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4250 tryagain:
4251                 /*
4252                  * note: must allocate system pages since blocking here
4253                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4254                  * process we are.
4255                  */
4256                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4257                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4258                 if (p == NULL) {
4259                         VM_WAIT;
4260                         goto tryagain;
4261                 }
4262                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4263                 bp->b_pages[index] = p;
4264         }
4265         bp->b_npages = index;
4266 }
4267
4268 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4269 static void
4270 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4271 {
4272         vm_offset_t from;
4273         vm_page_t p;
4274         int index, newnpages;
4275
4276         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4277
4278         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4279         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4280         if (bp->b_npages > newnpages)
4281                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4282         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4283                 p = bp->b_pages[index];
4284                 bp->b_pages[index] = NULL;
4285                 if (vm_page_sbusied(p))
4286                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
4287                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
4288                 p->wire_count--;
4289                 vm_page_free(p);
4290                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
4291         }
4292         bp->b_npages = newnpages;
4293 }
4294
4295 /*
4296  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4297  *
4298  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4299  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4300  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4301  *
4302  * Note that even if the caller determines that the address space should
4303  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4304  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4305  * check the return value.
4306  *
4307  * This function only works with pager buffers.
4308  */
4309 int
4310 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4311 {
4312         vm_prot_t prot;
4313         int pidx;
4314
4315         if (bp->b_bufsize < 0)
4316                 return (-1);
4317         prot = VM_PROT_READ;
4318         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4319                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4320         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4321             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4322             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4323                 return (-1);
4324         bp->b_npages = pidx;
4325         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4326         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4327                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4328                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4329         } else
4330                 bp->b_data = unmapped_buf;
4331         return(0);
4332 }
4333
4334 /*
4335  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4336  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4337  *
4338  * This function only works with pager buffers.
4339  */
4340 void
4341 vunmapbuf(struct buf *bp)
4342 {
4343         int npages;
4344
4345         npages = bp->b_npages;
4346         if (buf_mapped(bp))
4347                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4348         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4349
4350         bp->b_data = unmapped_buf;
4351 }
4352
4353 void
4354 bdone(struct buf *bp)
4355 {
4356         struct mtx *mtxp;
4357
4358         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4359         mtx_lock(mtxp);
4360         bp->b_flags |= B_DONE;
4361         wakeup(bp);
4362         mtx_unlock(mtxp);
4363 }
4364
4365 void
4366 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4367 {
4368         struct mtx *mtxp;
4369
4370         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4371         mtx_lock(mtxp);
4372         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4373                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4374         mtx_unlock(mtxp);
4375 }
4376
4377 int
4378 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4379 {
4380
4381         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
4382 }
4383
4384 void
4385 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4386 {
4387         int i = 0;
4388         struct vnode *vp;
4389
4390         vp = bp->b_vp;
4391         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4392         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4393             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4394         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4395         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4396 }
4397
4398 void
4399 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4400 {
4401
4402         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4403         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4404         bo->bo_numoutput++;
4405 }
4406
4407 void
4408 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4409 {
4410
4411         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4412         BO_LOCK(bo);
4413         bo->bo_numoutput++;
4414         BO_UNLOCK(bo);
4415 }
4416
4417 void
4418 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4419 {
4420
4421         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4422         BO_LOCK(bo);
4423         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4424         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4425                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4426                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4427         }
4428         BO_UNLOCK(bo);
4429 }
4430
4431 int
4432 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4433 {
4434         int error;
4435
4436         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4437         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4438         error = 0;
4439         while (bo->bo_numoutput) {
4440                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4441                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
4442                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4443                 if (error)
4444                         break;
4445         }
4446         return (error);
4447 }
4448
4449 void
4450 bpin(struct buf *bp)
4451 {
4452         struct mtx *mtxp;
4453
4454         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4455         mtx_lock(mtxp);
4456         bp->b_pin_count++;
4457         mtx_unlock(mtxp);
4458 }
4459
4460 void
4461 bunpin(struct buf *bp)
4462 {
4463         struct mtx *mtxp;
4464
4465         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4466         mtx_lock(mtxp);
4467         if (--bp->b_pin_count == 0)
4468                 wakeup(bp);
4469         mtx_unlock(mtxp);
4470 }
4471
4472 void
4473 bunpin_wait(struct buf *bp)
4474 {
4475         struct mtx *mtxp;
4476
4477         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4478         mtx_lock(mtxp);
4479         while (bp->b_pin_count > 0)
4480                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4481         mtx_unlock(mtxp);
4482 }
4483
4484 /*
4485  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4486  */
4487 void
4488 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4489 {
4490
4491         if (!buf_mapped(bp)) {
4492                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4493                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4494                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4495                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4496                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4497                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4498                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4499                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4500                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4501                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4502         } else {
4503                 bip->bio_data = bp->b_data;
4504                 bip->bio_ma = NULL;
4505         }
4506 }
4507
4508 #include "opt_ddb.h"
4509 #ifdef DDB
4510 #include <ddb/ddb.h>
4511
4512 /* DDB command to show buffer data */
4513 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4514 {
4515         /* get args */
4516         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4517
4518         if (!have_addr) {
4519                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4520                 return;
4521         }
4522
4523         db_printf("buf at %p\n", bp);
4524         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4525             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4526             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4527         db_printf(
4528             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4529             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4530             "b_dep = %p\n",
4531             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4532             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4533             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4534         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
4535             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
4536         if (bp->b_npages) {
4537                 int i;
4538                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4539                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4540                         vm_page_t m;
4541                         m = bp->b_pages[i];
4542                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4543                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4544                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4545                                 db_printf(",");
4546                 }
4547                 db_printf("\n");
4548         }
4549         db_printf(" ");
4550         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4551 }
4552
4553 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4554 {
4555         struct buf *bp;
4556         int i;
4557
4558         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4559                 bp = &buf[i];
4560                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4561                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4562                         db_printf("\n");
4563                 }
4564         }
4565 }
4566
4567 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4568 {
4569         struct vnode *vp;
4570         struct buf *bp;
4571
4572         if (!have_addr) {
4573                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4574                 return;
4575         }
4576         vp = (struct vnode *)addr;
4577         db_printf("Clean buffers:\n");
4578         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4579                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4580                 db_printf("\n");
4581         }
4582         db_printf("Dirty buffers:\n");
4583         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4584                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4585                 db_printf("\n");
4586         }
4587 }
4588
4589 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4590 {
4591         struct buf *bp;
4592         int i, used = 0, nfree = 0;
4593
4594         if (have_addr) {
4595                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4596                 return;
4597         }
4598
4599         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4600                 bp = &buf[i];
4601                 if ((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0)
4602                         nfree++;
4603                 else
4604                         used++;
4605         }
4606
4607         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4608             nfree + used);
4609         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4610 }
4611 #endif /* DDB */