sys/kern/vfs_bio.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice immediately at the beginning of the file, without modification,
  10  *    this list of conditions, and the following disclaimer.
  11  * 2. Absolutely no warranty of function or purpose is made by the author
  12  *              John S. Dyson.
  13  *
  14  * $Id: vfs_bio.c,v 1.223 1999/07/09 16:41:19 peter Exp $
  15  */
  16
  17 /*
  18  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
  19  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
  20  * sure that the performance degradation associated with schemes such
  21  * as this is not realized.
  22  *
  23  * Author:  John S. Dyson
  24  * Significant help during the development and debugging phases
  25  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
  26  *
  27  * see man buf(9) for more info.
  28  */
  29
  30 #define VMIO
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/sysproto.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/sysctl.h>
  36 #include <sys/proc.h>
  37 #include <sys/kthread.h>
  38 #include <sys/vnode.h>
  39 #include <sys/vmmeter.h>
  40 #include <sys/lock.h>
  41 #include <miscfs/specfs/specdev.h>
  42 #include <vm/vm.h>
  43 #include <vm/vm_param.h>
  44 #include <vm/vm_prot.h>
  45 #include <vm/vm_kern.h>
  46 #include <vm/vm_pageout.h>
  47 #include <vm/vm_page.h>
  48 #include <vm/vm_object.h>
  49 #include <vm/vm_extern.h>
  50 #include <vm/vm_map.h>
  51 #include <sys/buf.h>
  52 #include <sys/mount.h>
  53 #include <sys/malloc.h>
  54 #include <sys/resourcevar.h>
  55
  56 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "BIO buffer", "BIO buffer");
  57
  58 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
  59
  60 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
  61 struct swqueue bswlist;
  62
  63 static void vm_hold_free_pages(struct buf * bp, vm_offset_t from,
  64                 vm_offset_t to);
  65 static void vm_hold_load_pages(struct buf * bp, vm_offset_t from,
  66                 vm_offset_t to);
  67 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
  68                                int pageno, vm_page_t m);
  69 static void vfs_clean_pages(struct buf * bp);
  70 static void vfs_setdirty(struct buf *bp);
  71 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
  72 static int flushbufqueues(void);
  73
  74 static int bd_request;
  75
  76 static void buf_daemon __P((void));
  77 /*
  78  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
  79  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
  80  * really that bad.  it would be better to split the buffer
  81  * for input in the case of buffers partially already in memory,
  82  * but the code is intricate enough already.
  83  */
  84 vm_page_t bogus_page;
  85 int runningbufspace;
  86 int vmiodirenable = FALSE;
  87 static vm_offset_t bogus_offset;
  88
  89 static int bufspace, maxbufspace, vmiospace,
  90         bufmallocspace, maxbufmallocspace, hibufspace;
  91 #if 0
  92 static int maxvmiobufspace;
  93 #endif
  94 static int maxbdrun;
  95 static int needsbuffer;
  96 static int numdirtybuffers, lodirtybuffers, hidirtybuffers;
  97 static int numfreebuffers, lofreebuffers, hifreebuffers;
  98 static int getnewbufcalls;
  99 static int getnewbufrestarts;
 100 static int kvafreespace;
 101
 102 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD,
 103         &numdirtybuffers, 0, "");
 104 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW,
 105         &lodirtybuffers, 0, "");
 106 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW,
 107         &hidirtybuffers, 0, "");
 108 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD,
 109         &numfreebuffers, 0, "");
 110 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW,
 111         &lofreebuffers, 0, "");
 112 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW,
 113         &hifreebuffers, 0, "");
 114 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD,
 115         &runningbufspace, 0, "");
 116 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RW,
 117         &maxbufspace, 0, "");
 118 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD,
 119         &hibufspace, 0, "");
 120 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD,
 121         &bufspace, 0, "");
 122 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbdrun, CTLFLAG_RW,
 123         &maxbdrun, 0, "");
 124 #if 0
 125 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxvmiobufspace, CTLFLAG_RW,
 126         &maxvmiobufspace, 0, "");
 127 #endif
 128 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiospace, CTLFLAG_RD,
 129         &vmiospace, 0, "");
 130 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW,
 131         &maxbufmallocspace, 0, "");
 132 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD,
 133         &bufmallocspace, 0, "");
 134 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, kvafreespace, CTLFLAG_RD,
 135         &kvafreespace, 0, "");
 136 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW,
 137         &getnewbufcalls, 0, "");
 138 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW,
 139         &getnewbufrestarts, 0, "");
 140 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW,
 141         &vmiodirenable, 0, "");
 142
 143
 144 static int bufhashmask;
 145 static LIST_HEAD(bufhashhdr, buf) *bufhashtbl, invalhash;
 146 struct bqueues bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
 147 char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
 148
 149 extern int vm_swap_size;
 150
 151 #define BUF_MAXUSE              24
 152
 153 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
 154 #define VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH 0x02    /* waiting for dirty buffer flush */
 155 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
 156 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
 157 #define VFS_BIO_NEED_KVASPACE   0x10    /* wait for buffer_map space, emerg  */
 158
 159 /*
 160  * Buffer hash table code.  Note that the logical block scans linearly, which
 161  * gives us some L1 cache locality.
 162  */
 163
 164 static __inline
 165 struct bufhashhdr *
 166 bufhash(struct vnode *vnp, daddr_t bn)
 167 {
 168         return(&bufhashtbl[(((uintptr_t)(vnp) >> 7) + (int)bn) & bufhashmask]);
 169 }
 170
 171 /*
 172  *      kvaspacewakeup:
 173  *
 174  *      Called when kva space is potential available for recovery or when
 175  *      kva space is recovered in the buffer_map.  This function wakes up
 176  *      anyone waiting for buffer_map kva space.  Even though the buffer_map
 177  *      is larger then maxbufspace, this situation will typically occur
 178  *      when the buffer_map gets fragmented.
 179  */
 180
 181 static __inline void
 182 kvaspacewakeup(void)
 183 {
 184         /*
 185          * If someone is waiting for KVA space, wake them up.  Even
 186          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
 187          * process will be able to now.
 188          */
 189         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_KVASPACE) {
 190                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_KVASPACE;
 191                 wakeup(&needsbuffer);
 192         }
 193 }
 194
 195 /*
 196  *      numdirtywakeup:
 197  *
 198  *      If someone is blocked due to there being too many dirty buffers,
 199  *      and numdirtybuffers is now reasonable, wake them up.
 200  */
 201
 202 static __inline void
 203 numdirtywakeup(void)
 204 {
 205         if (numdirtybuffers < hidirtybuffers) {
 206                 if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH) {
 207                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
 208                         wakeup(&needsbuffer);
 209                 }
 210         }
 211 }
 212
 213 /*
 214  *      bufspacewakeup:
 215  *
 216  *      Called when buffer space is potentially available for recovery or when
 217  *      buffer space is recovered.  getnewbuf() will block on this flag when
 218  *      it is unable to free sufficient buffer space.  Buffer space becomes
 219  *      recoverable when bp's get placed back in the queues.
 220  */
 221
 222 static __inline void
 223 bufspacewakeup(void)
 224 {
 225         /*
 226          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
 227          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
 228          * process will be able to now.
 229          */
 230         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
 231                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
 232                 wakeup(&needsbuffer);
 233         }
 234 }
 235
 236 /*
 237  *      bufcountwakeup:
 238  *
 239  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
 240  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
 241  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
 242  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
 243  */
 244
 245 static __inline void
 246 bufcountwakeup(void)
 247 {
 248         ++numfreebuffers;
 249         if (needsbuffer) {
 250                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
 251                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
 252                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
 253                 wakeup(&needsbuffer);
 254         }
 255 }
 256
 257 /*
 258  *      vfs_buf_test_cache:
 259  *
 260  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
 261  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
 262  *      valid data.
 263  */
 264 static __inline__
 265 void
 266 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
 267                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
 268                   vm_page_t m)
 269 {
 270         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
 271                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
 272                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
 273                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
 274         }
 275 }
 276
 277 static __inline__
 278 void
 279 bd_wakeup(int dirtybuflevel)
 280 {
 281         if (numdirtybuffers >= dirtybuflevel && bd_request == 0) {
 282                 bd_request = 1;
 283                 wakeup(&bd_request);
 284         }
 285 }
 286
 287
 288 /*
 289  * Initialize buffer headers and related structures.
 290  */
 291
 292 caddr_t
 293 bufhashinit(caddr_t vaddr)
 294 {
 295         /* first, make a null hash table */
 296         for (bufhashmask = 8; bufhashmask < nbuf / 4; bufhashmask <<= 1)
 297                 ;
 298         bufhashtbl = (void *)vaddr;
 299         vaddr = vaddr + sizeof(*bufhashtbl) * bufhashmask;
 300         --bufhashmask;
 301         return(vaddr);
 302 }
 303
 304 void
 305 bufinit(void)
 306 {
 307         struct buf *bp;
 308         int i;
 309
 310         TAILQ_INIT(&bswlist);
 311         LIST_INIT(&invalhash);
 312         simple_lock_init(&buftimelock);
 313
 314         for (i = 0; i <= bufhashmask; i++)
 315                 LIST_INIT(&bufhashtbl[i]);
 316
 317         /* next, make a null set of free lists */
 318         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
 319                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
 320
 321         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
 322         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
 323                 bp = &buf[i];
 324                 bzero(bp, sizeof *bp);
 325                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
 326                 bp->b_dev = NODEV;
 327                 bp->b_rcred = NOCRED;
 328                 bp->b_wcred = NOCRED;
 329                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
 330                 bp->b_xflags = 0;
 331                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
 332                 BUF_LOCKINIT(bp);
 333                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
 334                 LIST_INSERT_HEAD(&invalhash, bp, b_hash);
 335         }
 336
 337         /*
 338          * maxbufspace is currently calculated to support all filesystem
 339          * blocks to be 8K.  If you happen to use a 16K filesystem, the size
 340          * of the buffer cache is still the same as it would be for 8K
 341          * filesystems.  This keeps the size of the buffer cache "in check"
 342          * for big block filesystems.
 343          *
 344          * maxbufspace is calculated as around 50% of the KVA available in
 345          * the buffer_map ( DFLTSIZE vs BKVASIZE ), I presume to reduce the
 346          * effect of fragmentation.
 347          */
 348         maxbufspace = (nbuf + 8) * DFLTBSIZE;
 349         if ((hibufspace = maxbufspace - MAXBSIZE * 5) <= MAXBSIZE)
 350                 hibufspace = 3 * maxbufspace / 4;
 351 #if 0
 352 /*
 353  * reserve 1/3 of the buffers for metadata (VDIR) which might not be VMIO'ed
 354  */
 355         maxvmiobufspace = 2 * hibufspace / 3;
 356 #endif
 357 /*
 358  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
 359  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
 360  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
 361  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
 362  * (small) directories.
 363  */
 364         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
 365
 366 /*
 367  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
 368  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
 369  */
 370         lodirtybuffers = nbuf / 7 + 10;
 371         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
 372         numdirtybuffers = 0;
 373
 374 /*
 375  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
 376  * and give the syncer access to an emergency reserve.
 377  */
 378         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
 379         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
 380         numfreebuffers = nbuf;
 381
 382 /*
 383  * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
 384  * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
 385  * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
 386  * from buf_daemon.
 387  */
 388         if ((maxbdrun = nswbuf / 4) < 4)
 389                 maxbdrun = 4;
 390
 391         kvafreespace = 0;
 392
 393         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(kernel_map, PAGE_SIZE);
 394         bogus_page = vm_page_alloc(kernel_object,
 395                         ((bogus_offset - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT),
 396                         VM_ALLOC_NORMAL);
 397
 398 }
 399
 400 /*
 401  * Free the kva allocation for a buffer
 402  * Must be called only at splbio or higher,
 403  *  as this is the only locking for buffer_map.
 404  */
 405 static void
 406 bfreekva(struct buf * bp)
 407 {
 408         if (bp->b_kvasize) {
 409                 vm_map_delete(buffer_map,
 410                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
 411                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize
 412                 );
 413                 bp->b_kvasize = 0;
 414                 kvaspacewakeup();
 415         }
 416 }
 417
 418 /*
 419  *      bremfree:
 420  *
 421  *      Remove the buffer from the appropriate free list.
 422  */
 423 void
 424 bremfree(struct buf * bp)
 425 {
 426         int s = splbio();
 427         int old_qindex = bp->b_qindex;
 428
 429         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE) {
 430                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTYKVA) {
 431                         kvafreespace -= bp->b_kvasize;
 432                 }
 433                 KASSERT(BUF_REFCNT(bp) == 1, ("bremfree: bp %p not locked",bp));
 434                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
 435                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
 436                 runningbufspace += bp->b_bufsize;
 437         } else {
 438 #if !defined(MAX_PERF)
 439                 if (BUF_REFCNT(bp) <= 1)
 440                         panic("bremfree: removing a buffer not on a queue");
 441 #endif
 442         }
 443
 444         /*
 445          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
 446          * delayed-write, and it was on the EMPTY, LRU, or AGE queues,
 447          * the buffer was free and we must decrement numfreebuffers.
 448          */
 449         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
 450                 switch(old_qindex) {
 451                 case QUEUE_DIRTY:
 452                 case QUEUE_CLEAN:
 453                 case QUEUE_EMPTY:
 454                 case QUEUE_EMPTYKVA:
 455                         --numfreebuffers;
 456                         break;
 457                 default:
 458                         break;
 459                 }
 460         }
 461         splx(s);
 462 }
 463
 464
 465 /*
 466  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
 467  * must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
 468  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
 469  * getblk() ).
 470  */
 471 int
 472 bread(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, struct ucred * cred,
 473     struct buf ** bpp)
 474 {
 475         struct buf *bp;
 476
 477         bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0);
 478         *bpp = bp;
 479
 480         /* if not found in cache, do some I/O */
 481         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 482                 if (curproc != NULL)
 483                         curproc->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
 484                 KASSERT(!(bp->b_flags & B_ASYNC), ("bread: illegal async bp %p", bp));
 485                 bp->b_flags |= B_READ;
 486                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
 487                 if (bp->b_rcred == NOCRED) {
 488                         if (cred != NOCRED)
 489                                 crhold(cred);
 490                         bp->b_rcred = cred;
 491                 }
 492                 vfs_busy_pages(bp, 0);
 493                 VOP_STRATEGY(vp, bp);
 494                 return (biowait(bp));
 495         }
 496         return (0);
 497 }
 498
 499 /*
 500  * Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
 501  * read-ahead blocks.  We must clear B_ERROR and B_INVAL prior
 502  * to initiating I/O . If B_CACHE is set, the buffer is valid
 503  * and we do not have to do anything.
 504  */
 505 int
 506 breadn(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size,
 507     daddr_t * rablkno, int *rabsize,
 508     int cnt, struct ucred * cred, struct buf ** bpp)
 509 {
 510         struct buf *bp, *rabp;
 511         int i;
 512         int rv = 0, readwait = 0;
 513
 514         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0);
 515
 516         /* if not found in cache, do some I/O */
 517         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 518                 if (curproc != NULL)
 519                         curproc->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
 520                 bp->b_flags |= B_READ;
 521                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
 522                 if (bp->b_rcred == NOCRED) {
 523                         if (cred != NOCRED)
 524                                 crhold(cred);
 525                         bp->b_rcred = cred;
 526                 }
 527                 vfs_busy_pages(bp, 0);
 528                 VOP_STRATEGY(vp, bp);
 529                 ++readwait;
 530         }
 531
 532         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
 533                 if (inmem(vp, *rablkno))
 534                         continue;
 535                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0);
 536
 537                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 538                         if (curproc != NULL)
 539                                 curproc->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
 540                         rabp->b_flags |= B_READ | B_ASYNC;
 541                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
 542                         if (rabp->b_rcred == NOCRED) {
 543                                 if (cred != NOCRED)
 544                                         crhold(cred);
 545                                 rabp->b_rcred = cred;
 546                         }
 547                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
 548                         BUF_KERNPROC(rabp);
 549                         VOP_STRATEGY(vp, rabp);
 550                 } else {
 551                         brelse(rabp);
 552                 }
 553         }
 554
 555         if (readwait) {
 556                 rv = biowait(bp);
 557         }
 558         return (rv);
 559 }
 560
 561 /*
 562  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
 563  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
 564  * is invalid.
 565  *
 566  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
 567  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
 568  * now so we set it generally.  This could be set either here
 569  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
 570  * here.
 571  */
 572 int
 573 bwrite(struct buf * bp)
 574 {
 575         int oldflags, s;
 576         struct vnode *vp;
 577         struct mount *mp;
 578
 579         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
 580                 brelse(bp);
 581                 return (0);
 582         }
 583
 584         oldflags = bp->b_flags;
 585
 586 #if !defined(MAX_PERF)
 587         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
 588                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
 589 #endif
 590         s = splbio();
 591         bundirty(bp);
 592
 593         bp->b_flags &= ~(B_READ | B_DONE | B_ERROR);
 594         bp->b_flags |= B_WRITEINPROG | B_CACHE;
 595
 596         bp->b_vp->v_numoutput++;
 597         vfs_busy_pages(bp, 1);
 598         if (curproc != NULL)
 599                 curproc->p_stats->p_ru.ru_oublock++;
 600         splx(s);
 601         if (oldflags & B_ASYNC)
 602                 BUF_KERNPROC(bp);
 603         VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
 604
 605         /*
 606          * Collect statistics on synchronous and asynchronous writes.
 607          * Writes to block devices are charged to their associated
 608          * filesystem (if any).
 609          */
 610         if ((vp = bp->b_vp) != NULL) {
 611                 if (vp->v_type == VBLK)
 612                         mp = vp->v_specmountpoint;
 613                 else
 614                         mp = vp->v_mount;
 615                 if (mp != NULL) {
 616                         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0)
 617                                 mp->mnt_stat.f_syncwrites++;
 618                         else
 619                                 mp->mnt_stat.f_asyncwrites++;
 620                 }
 621         }
 622
 623         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
 624                 int rtval = biowait(bp);
 625                 brelse(bp);
 626                 return (rtval);
 627         }
 628
 629         return (0);
 630 }
 631
 632 /*
 633  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
 634  * anything if the buffer is marked invalid.
 635  *
 636  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
 637  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
 638  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
 639  * out synchronously.
 640  */
 641 void
 642 bdwrite(struct buf * bp)
 643 {
 644 #if 0
 645         struct vnode *vp;
 646 #endif
 647
 648 #if !defined(MAX_PERF)
 649         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
 650                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
 651 #endif
 652
 653         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
 654                 brelse(bp);
 655                 return;
 656         }
 657         bdirty(bp);
 658
 659         /*
 660          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
 661          * true even of NFS now.
 662          */
 663         bp->b_flags |= B_CACHE;
 664
 665         /*
 666          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
 667          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
 668          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
 669          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
 670          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
 671          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
 672          * the bmap then...  So, this is important to do.
 673          */
 674         if (bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
 675                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
 676         }
 677
 678         /*
 679          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty pages.
 680          */
 681         vfs_setdirty(bp);
 682
 683         /*
 684          * We need to do this here to satisfy the vnode_pager and the
 685          * pageout daemon, so that it thinks that the pages have been
 686          * "cleaned".  Note that since the pages are in a delayed write
 687          * buffer -- the VFS layer "will" see that the pages get written
 688          * out on the next sync, or perhaps the cluster will be completed.
 689          */
 690         vfs_clean_pages(bp);
 691         bqrelse(bp);
 692
 693         /*
 694          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have saturated the
 695          * buffer cache.
 696          */
 697
 698         bd_wakeup(hidirtybuffers);
 699
 700         /*
 701          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
 702          * due to the softdep code.
 703          */
 704 #if 0
 705         /*
 706          * XXX The soft dependency code is not prepared to
 707          * have I/O done when a bdwrite is requested. For
 708          * now we just let the write be delayed if it is
 709          * requested by the soft dependency code.
 710          */
 711         if ((vp = bp->b_vp) &&
 712             ((vp->v_type == VBLK && vp->v_specmountpoint &&
 713                   (vp->v_specmountpoint->mnt_flag & MNT_SOFTDEP)) ||
 714                  (vp->v_mount && (vp->v_mount->mnt_flag & MNT_SOFTDEP))))
 715                 return;
 716 #endif
 717 }
 718
 719 /*
 720  *      bdirty:
 721  *
 722  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear B_READ and
 723  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to
 724  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
 725  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
 726  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).
 727  *
 728  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
 729  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
 730  *      should only be called if the buffer is known-good.
 731  *
 732  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
 733  *      count.
 734  *
 735  *      Must be called at splbio().
 736  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
 737  */
 738 void
 739 bdirty(bp)
 740         struct buf *bp;
 741 {
 742         KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_NONE, ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
 743         bp->b_flags &= ~(B_READ|B_RELBUF);
 744
 745         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
 746                 bp->b_flags |= B_DONE | B_DELWRI;
 747                 reassignbuf(bp, bp->b_vp);
 748                 ++numdirtybuffers;
 749                 bd_wakeup(hidirtybuffers);
 750         }
 751 }
 752
 753 /*
 754  *      bundirty:
 755  *
 756  *      Clear B_DELWRI for buffer.
 757  *
 758  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
 759  *      count.
 760  *
 761  *      Must be called at splbio().
 762  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
 763  */
 764
 765 void
 766 bundirty(bp)
 767         struct buf *bp;
 768 {
 769         KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_NONE, ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
 770
 771         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
 772                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
 773                 reassignbuf(bp, bp->b_vp);
 774                 --numdirtybuffers;
 775                 numdirtywakeup();
 776         }
 777 }
 778
 779 /*
 780  *      bawrite:
 781  *
 782  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
 783  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
 784  *
 785  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling
 786  *      B_INVAL buffers.  Not us.
 787  */
 788 void
 789 bawrite(struct buf * bp)
 790 {
 791         bp->b_flags |= B_ASYNC;
 792         (void) VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
 793 }
 794
 795 /*
 796  *      bowrite:
 797  *
 798  *      Ordered write.  Start output on a buffer, and flag it so that the
 799  *      device will write it in the order it was queued.  The buffer is
 800  *      released when the output completes.  bwrite() ( or the VOP routine
 801  *      anyway ) is responsible for handling B_INVAL buffers.
 802  */
 803 int
 804 bowrite(struct buf * bp)
 805 {
 806         bp->b_flags |= B_ORDERED | B_ASYNC;
 807         return (VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp));
 808 }
 809
 810 /*
 811  *      bwillwrite:
 812  *
 813  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
 814  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
 815  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
 816  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
 817  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
 818  */
 819
 820 void
 821 bwillwrite(void)
 822 {
 823         int twenty = (hidirtybuffers - lodirtybuffers) / 5;
 824
 825         if (numdirtybuffers > hidirtybuffers + twenty) {
 826                 int s;
 827
 828                 s = splbio();
 829                 while (numdirtybuffers > hidirtybuffers) {
 830                         bd_wakeup(hidirtybuffers);
 831                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
 832                         tsleep(&needsbuffer, (PRIBIO + 4), "flswai", 0);
 833                 }
 834                 splx(s);
 835         }
 836 }
 837
 838 /*
 839  *      brelse:
 840  *
 841  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
 842  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
 843  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
 844  */
 845 void
 846 brelse(struct buf * bp)
 847 {
 848         int s;
 849
 850         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
 851
 852 #if 0
 853         if (bp->b_flags & B_CLUSTER) {
 854                 relpbuf(bp, NULL);
 855                 return;
 856         }
 857 #endif
 858
 859         s = splbio();
 860
 861         if (bp->b_flags & B_LOCKED)
 862                 bp->b_flags &= ~B_ERROR;
 863
 864         if ((bp->b_flags & (B_READ | B_ERROR)) == B_ERROR) {
 865                 /*
 866                  * Failed write, redirty.  Must clear B_ERROR to prevent
 867                  * pages from being scrapped.  Note: B_INVAL is ignored
 868                  * here but will presumably be dealt with later.
 869                  */
 870                 bp->b_flags &= ~B_ERROR;
 871                 bdirty(bp);
 872         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR | B_FREEBUF)) ||
 873             (bp->b_bufsize <= 0)) {
 874                 /*
 875                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
 876                  * cache the buffer.
 877                  */
 878                 bp->b_flags |= B_INVAL;
 879                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && bioops.io_deallocate)
 880                         (*bioops.io_deallocate)(bp);
 881                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
 882                         --numdirtybuffers;
 883                         numdirtywakeup();
 884                 }
 885                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE | B_FREEBUF);
 886                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
 887                         if (bp->b_bufsize)
 888                                 allocbuf(bp, 0);
 889                         if (bp->b_vp)
 890                                 brelvp(bp);
 891                 }
 892         }
 893
 894         /*
 895          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release()
 896          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
 897          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
 898          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
 899          *
 900          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
 901          * if B_DELWRI is set.
 902          */
 903
 904         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
 905                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
 906
 907         /*
 908          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
 909          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
 910          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
 911          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
 912          *
 913          * If B_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
 914          * invalidated.  B_ERROR cannot be set for a failed write unless the
 915          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
 916          *
 917          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
 918          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
 919          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer.
 920          */
 921         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
 922             && !(bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
 923                  bp->b_vp->v_type != VBLK &&
 924                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
 925             ) {
 926
 927                 int i, j, resid;
 928                 vm_page_t m;
 929                 off_t foff;
 930                 vm_pindex_t poff;
 931                 vm_object_t obj;
 932                 struct vnode *vp;
 933
 934                 vp = bp->b_vp;
 935
 936                 /*
 937                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that
 938                  * for block sizes that are less then PAGE_SIZE, the b_data
 939                  * base of the buffer does not represent exactly b_offset and
 940                  * neither b_offset nor b_size are necessarily page aligned.
 941                  * Instead, the starting position of b_offset is:
 942                  *
 943                  *      b_data + (b_offset & PAGE_MASK)
 944                  *
 945                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not
 946                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
 947                  * m->dirty, etc...).
 948                  *
 949                  * See man buf(9) for more information
 950                  */
 951
 952                 resid = bp->b_bufsize;
 953                 foff = bp->b_offset;
 954
 955                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
 956                         m = bp->b_pages[i];
 957                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
 958                         if (m == bogus_page) {
 959
 960                                 obj = (vm_object_t) vp->v_object;
 961                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
 962
 963                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
 964                                         m = bp->b_pages[j];
 965                                         if (m == bogus_page) {
 966                                                 m = vm_page_lookup(obj, poff + j);
 967 #if !defined(MAX_PERF)
 968                                                 if (!m) {
 969                                                         panic("brelse: page missing\n");
 970                                                 }
 971 #endif
 972                                                 bp->b_pages[j] = m;
 973                                         }
 974                                 }
 975
 976                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
 977                                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_pages, bp->b_npages);
 978                                 }
 979                         }
 980                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
 981                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
 982                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
 983                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
 984
 985                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
 986                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
 987                         }
 988                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
 989                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~PAGE_MASK;
 990                 }
 991
 992                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
 993                         vfs_vmio_release(bp);
 994
 995         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
 996
 997                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
 998                         vfs_vmio_release(bp);
 999
1000         }
1001
1002 #if !defined(MAX_PERF)
1003         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1004                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1005 #endif
1006         if (BUF_REFCNT(bp) > 1) {
1007                 /* Temporary panic to verify exclusive locking */
1008                 /* This panic goes away when we allow shared refs */
1009                 panic("brelse: multiple refs");
1010                 /* do not release to free list */
1011                 BUF_UNLOCK(bp);
1012                 splx(s);
1013                 return;
1014         }
1015
1016         /* enqueue */
1017
1018         /* buffers with no memory */
1019         if (bp->b_bufsize == 0) {
1020                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1021                 if (bp->b_kvasize)
1022                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1023                 else
1024                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1025                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1026                 LIST_REMOVE(bp, b_hash);
1027                 LIST_INSERT_HEAD(&invalhash, bp, b_hash);
1028                 bp->b_dev = NODEV;
1029                 kvafreespace += bp->b_kvasize;
1030                 if (bp->b_kvasize)
1031                         kvaspacewakeup();
1032         /* buffers with junk contents */
1033         } else if (bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
1034                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1035                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1036                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1037                 LIST_REMOVE(bp, b_hash);
1038                 LIST_INSERT_HEAD(&invalhash, bp, b_hash);
1039                 bp->b_dev = NODEV;
1040
1041         /* buffers that are locked */
1042         } else if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1043                 bp->b_qindex = QUEUE_LOCKED;
1044                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1045
1046         /* remaining buffers */
1047         } else {
1048                 switch(bp->b_flags & (B_DELWRI|B_AGE)) {
1049                 case B_DELWRI | B_AGE:
1050                     bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1051                     TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1052                     break;
1053                 case B_DELWRI:
1054                     bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1055                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1056                     break;
1057                 case B_AGE:
1058                     bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1059                     TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1060                     break;
1061                 default:
1062                     bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1063                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1064                     break;
1065                 }
1066         }
1067
1068         /*
1069          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.  We've already placed the buffer
1070          * on the correct queue.
1071          */
1072         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI)) {
1073                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1074                 --numdirtybuffers;
1075                 numdirtywakeup();
1076         }
1077
1078         runningbufspace -= bp->b_bufsize;
1079
1080         /*
1081          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1082          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1083          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1084          * if B_INVAL is set ).
1085          */
1086
1087         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1088                 bufcountwakeup();
1089
1090         /*
1091          * Something we can maybe free.
1092          */
1093
1094         if (bp->b_bufsize)
1095                 bufspacewakeup();
1096
1097         /* unlock */
1098         BUF_UNLOCK(bp);
1099         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1100         splx(s);
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1105  * it.
1106  *
1107  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1108  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1109  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1110  * again soon.
1111  */
1112 void
1113 bqrelse(struct buf * bp)
1114 {
1115         int s;
1116
1117         s = splbio();
1118
1119         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1120
1121 #if !defined(MAX_PERF)
1122         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1123                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1124 #endif
1125         if (BUF_REFCNT(bp) > 1) {
1126                 /* do not release to free list */
1127                 panic("bqrelse: multiple refs");
1128                 BUF_UNLOCK(bp);
1129                 splx(s);
1130                 return;
1131         }
1132         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1133                 bp->b_flags &= ~B_ERROR;
1134                 bp->b_qindex = QUEUE_LOCKED;
1135                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1136                 /* buffers with stale but valid contents */
1137         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1138                 bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1139                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1140         } else {
1141                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1142                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1143         }
1144
1145         runningbufspace -= bp->b_bufsize;
1146
1147         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
1148             ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))) {
1149                 bufcountwakeup();
1150         }
1151
1152         /*
1153          * Something we can maybe wakeup
1154          */
1155         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1156                 bufspacewakeup();
1157
1158         /* unlock */
1159         BUF_UNLOCK(bp);
1160         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1161         splx(s);
1162 }
1163
1164 static void
1165 vfs_vmio_release(bp)
1166         struct buf *bp;
1167 {
1168         int i, s;
1169         vm_page_t m;
1170
1171         s = splvm();
1172         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1173                 m = bp->b_pages[i];
1174                 bp->b_pages[i] = NULL;
1175                 /*
1176                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1177                  * everything on the inactive queue.
1178                  */
1179                 vm_page_unwire(m, 0);
1180                 /*
1181                  * We don't mess with busy pages, it is
1182                  * the responsibility of the process that
1183                  * busied the pages to deal with them.
1184                  */
1185                 if ((m->flags & PG_BUSY) || (m->busy != 0))
1186                         continue;
1187
1188                 if (m->wire_count == 0) {
1189                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1190                         /*
1191                          * Might as well free the page if we can and it has
1192                          * no valid data.
1193                          */
1194                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid && m->hold_count == 0) {
1195                                 vm_page_busy(m);
1196                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1197                                 vm_page_free(m);
1198                         }
1199                 }
1200         }
1201         bufspace -= bp->b_bufsize;
1202         vmiospace -= bp->b_bufsize;
1203         runningbufspace -= bp->b_bufsize;
1204         splx(s);
1205         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data), bp->b_npages);
1206         if (bp->b_bufsize)
1207                 bufspacewakeup();
1208         bp->b_npages = 0;
1209         bp->b_bufsize = 0;
1210         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1211         if (bp->b_vp)
1212                 brelvp(bp);
1213 }
1214
1215 /*
1216  * Check to see if a block is currently memory resident.
1217  */
1218 struct buf *
1219 gbincore(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
1220 {
1221         struct buf *bp;
1222         struct bufhashhdr *bh;
1223
1224         bh = bufhash(vp, blkno);
1225         bp = bh->lh_first;
1226
1227         /* Search hash chain */
1228         while (bp != NULL) {
1229                 /* hit */
1230                 if (bp->b_vp == vp && bp->b_lblkno == blkno &&
1231                     (bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1232                         break;
1233                 }
1234                 bp = bp->b_hash.le_next;
1235         }
1236         return (bp);
1237 }
1238
1239 /*
1240  *      vfs_bio_awrite:
1241  *
1242  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1243  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1244  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the
1245  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1246  */
1247 int
1248 vfs_bio_awrite(struct buf * bp)
1249 {
1250         int i;
1251         int j;
1252         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1253         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1254         int s;
1255         int ncl;
1256         struct buf *bpa;
1257         int nwritten;
1258         int size;
1259         int maxcl;
1260
1261         s = splbio();
1262         /*
1263          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1264          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1265          * rather then at the beginning.
1266          */
1267         if ((vp->v_type == VREG) &&
1268             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1269             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1270
1271                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1272                 maxcl = MAXPHYS / size;
1273
1274                 for (i = 1; i < maxcl; i++) {
1275                         if ((bpa = gbincore(vp, lblkno + i)) &&
1276                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1277                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1278                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1279                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1280                                 if ((bpa->b_blkno == bpa->b_lblkno) ||
1281                                     (bpa->b_blkno !=
1282                                      bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)))
1283                                         break;
1284                         } else {
1285                                 break;
1286                         }
1287                 }
1288                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) {
1289                         if ((bpa = gbincore(vp, lblkno - j)) &&
1290                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1291                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1292                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1293                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1294                                 if ((bpa->b_blkno == bpa->b_lblkno) ||
1295                                     (bpa->b_blkno !=
1296                                      bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)))
1297                                         break;
1298                         } else {
1299                                 break;
1300                         }
1301                 }
1302                 --j;
1303                 ncl = i + j;
1304                 /*
1305                  * this is a possible cluster write
1306                  */
1307                 if (ncl != 1) {
1308                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl);
1309                         splx(s);
1310                         return nwritten;
1311                 }
1312         }
1313
1314         BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE);
1315         bremfree(bp);
1316         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1317
1318         splx(s);
1319         /*
1320          * default (old) behavior, writing out only one block
1321          *
1322          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1323          */
1324         nwritten = bp->b_bufsize;
1325         (void) VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
1326
1327         return nwritten;
1328 }
1329
1330 /*
1331  *      getnewbuf:
1332  *
1333  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
1334  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1335  *
1336  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1337  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1338  *
1339  *      We block if:
1340  *              We have insufficient buffer headers
1341  *              We have insufficient buffer space
1342  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1343  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1344  *
1345  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1346  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1347  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1348  */
1349
1350 static struct buf *
1351 getnewbuf(int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize)
1352 {
1353         struct buf *bp;
1354         struct buf *nbp;
1355         struct buf *dbp;
1356         int outofspace;
1357         int nqindex;
1358         int defrag = 0;
1359
1360         ++getnewbufcalls;
1361         --getnewbufrestarts;
1362 restart:
1363         ++getnewbufrestarts;
1364
1365         /*
1366          * Calculate whether we are out of buffer space.  This state is
1367          * recalculated on every restart.  If we are out of space, we
1368          * have to turn off defragmentation.  Setting defrag to -1 when
1369          * outofspace is positive means "defrag while freeing buffers".
1370          * The looping conditional will be muffed up if defrag is left
1371          * positive when outofspace is positive.
1372          */
1373
1374         dbp = NULL;
1375         outofspace = 0;
1376         if (bufspace >= hibufspace) {
1377                 if ((curproc->p_flag & P_BUFEXHAUST) == 0 ||
1378                     bufspace >= maxbufspace) {
1379                         outofspace = 1;
1380                         if (defrag > 0)
1381                                 defrag = -1;
1382                 }
1383         }
1384
1385         /*
1386          * defrag state is semi-persistant.  1 means we are flagged for
1387          * defragging.  -1 means we actually defragged something.
1388          */
1389         /* nop */
1390
1391         /*
1392          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1393          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1394          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1395          * dip into our reserves.
1396          *
1397          * Normally we want to find an EMPTYKVA buffer.  That is, a
1398          * buffer with kva already allocated.  If there are no EMPTYKVA
1399          * buffers we back up to the truely EMPTY buffers.  When defragging
1400          * we do not bother backing up since we have to locate buffers with
1401          * kva to defrag.  If we are out of space we skip both EMPTY and
1402          * EMPTYKVA and dig right into the CLEAN queue.
1403          *
1404          * In this manner we avoid scanning unnecessary buffers.  It is very
1405          * important for us to do this because the buffer cache is almost
1406          * constantly out of space or in need of defragmentation.
1407          */
1408
1409         if ((curproc->p_flag & P_BUFEXHAUST) == 0 &&
1410             numfreebuffers < lofreebuffers) {
1411                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
1412                 nbp = NULL;
1413         } else {
1414                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1415                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
1416                 if (nbp == NULL) {
1417                         if (defrag <= 0) {
1418                                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
1419                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
1420                         }
1421                 }
1422                 if (outofspace || nbp == NULL) {
1423                         nqindex = QUEUE_CLEAN;
1424                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
1425                 }
1426         }
1427
1428         /*
1429          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1430          * depending.
1431          */
1432
1433         while ((bp = nbp) != NULL) {
1434                 int qindex = nqindex;
1435
1436                 /*
1437                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1438                  * or do other fancy things ).
1439                  */
1440                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
1441                         switch(qindex) {
1442                         case QUEUE_EMPTY:
1443                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1444                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA])))
1445                                         break;
1446                                 /* fall through */
1447                         case QUEUE_EMPTYKVA:
1448                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
1449                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])))
1450                                         break;
1451                                 /* fall through */
1452                         case QUEUE_CLEAN:
1453                                 /*
1454                                  * nbp is NULL.
1455                                  */
1456                                 break;
1457                         }
1458                 }
1459
1460                 /*
1461                  * Sanity Checks
1462                  */
1463                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistant queue %d bp %p", qindex, bp));
1464
1465                 /*
1466                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1467                  * buffers.
1468                  */
1469
1470                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1471
1472                 /*
1473                  * If we are defragging and the buffer isn't useful for fixing
1474                  * that problem we continue.  If we are out of space and the
1475                  * buffer isn't useful for fixing that problem we continue.
1476                  */
1477
1478                 if (defrag > 0 && bp->b_kvasize == 0)
1479                         continue;
1480                 if (outofspace > 0 && bp->b_bufsize == 0)
1481                         continue;
1482
1483                 /*
1484                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1485                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
1486                  */
1487
1488                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0)
1489                         panic("getnewbuf: locked buf");
1490                 bremfree(bp);
1491
1492                 if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1493                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1494                                 bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1495                                 vfs_vmio_release(bp);
1496                         }
1497                         if (bp->b_vp)
1498                                 brelvp(bp);
1499                 }
1500
1501                 /*
1502                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1503                  * the scan from this point on.
1504                  *
1505                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
1506                  * valid after this operation.
1507                  */
1508
1509                 if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1510                         crfree(bp->b_rcred);
1511                         bp->b_rcred = NOCRED;
1512                 }
1513                 if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1514                         crfree(bp->b_wcred);
1515                         bp->b_wcred = NOCRED;
1516                 }
1517                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && bioops.io_deallocate)
1518                         (*bioops.io_deallocate)(bp);
1519                 LIST_REMOVE(bp, b_hash);
1520                 LIST_INSERT_HEAD(&invalhash, bp, b_hash);
1521
1522                 if (bp->b_bufsize)
1523                         allocbuf(bp, 0);
1524
1525                 bp->b_flags = 0;
1526                 bp->b_dev = NODEV;
1527                 bp->b_vp = NULL;
1528                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1529                 bp->b_offset = NOOFFSET;
1530                 bp->b_iodone = 0;
1531                 bp->b_error = 0;
1532                 bp->b_resid = 0;
1533                 bp->b_bcount = 0;
1534                 bp->b_npages = 0;
1535                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1536
1537                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1538
1539                 /*
1540                  * Ok, now that we have a free buffer, if we are defragging
1541                  * we have to recover the kvaspace.  If we are out of space
1542                  * we have to free the buffer (which we just did), but we
1543                  * do not have to recover kva space unless we hit a defrag
1544                  * hicup.  Being able to avoid freeing the kva space leads
1545                  * to a significant reduction in overhead.
1546                  */
1547
1548                 if (defrag > 0) {
1549                         defrag = -1;
1550                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1551                         bfreekva(bp);
1552                         brelse(bp);
1553                         goto restart;
1554                 }
1555
1556                 if (outofspace > 0) {
1557                         outofspace = -1;
1558                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1559                         if (defrag < 0)
1560                                 bfreekva(bp);
1561                         brelse(bp);
1562                         goto restart;
1563                 }
1564
1565                 /*
1566                  * We are done
1567                  */
1568                 break;
1569         }
1570
1571         /*
1572          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
1573          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
1574          *
1575          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
1576          */
1577
1578         if (bp == NULL) {
1579                 int flags;
1580                 char *waitmsg;
1581
1582 dosleep:
1583                 if (defrag > 0) {
1584                         flags = VFS_BIO_NEED_KVASPACE;
1585                         waitmsg = "nbufkv";
1586                 } else if (outofspace > 0) {
1587                         waitmsg = "nbufbs";
1588                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1589                 } else {
1590                         waitmsg = "newbuf";
1591                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
1592                 }
1593
1594                 /* XXX */
1595
1596                 (void) speedup_syncer();
1597                 needsbuffer |= flags;
1598                 while (needsbuffer & flags) {
1599                         if (tsleep(&needsbuffer, (PRIBIO + 4) | slpflag,
1600                             waitmsg, slptimeo))
1601                                 return (NULL);
1602                 }
1603         } else {
1604                 /*
1605                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
1606                  * woods, we still have to reserve kva space.
1607                  */
1608                 vm_offset_t addr = 0;
1609
1610                 maxsize = (maxsize + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK;
1611
1612                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
1613                         bfreekva(bp);
1614
1615                         if (vm_map_findspace(buffer_map,
1616                                 vm_map_min(buffer_map), maxsize, &addr)) {
1617                                 /*
1618                                  * Uh oh.  Buffer map is to fragmented.  Try
1619                                  * to defragment.
1620                                  */
1621                                 if (defrag <= 0) {
1622                                         defrag = 1;
1623                                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1624                                         brelse(bp);
1625                                         goto restart;
1626                                 }
1627                                 /*
1628                                  * Uh oh.  We couldn't seem to defragment
1629                                  */
1630                                 bp = NULL;
1631                                 goto dosleep;
1632                         }
1633                 }
1634                 if (addr) {
1635                         vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0,
1636                                 addr, addr + maxsize,
1637                                 VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
1638
1639                         bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
1640                         bp->b_kvasize = maxsize;
1641                 }
1642                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1643         }
1644         return(bp);
1645 }
1646
1647 /*
1648  *      waitfreebuffers:
1649  *
1650  *      Wait for sufficient free buffers.  Only called from normal processes.
1651  */
1652
1653 static void
1654 waitfreebuffers(int slpflag, int slptimeo)
1655 {
1656         while (numfreebuffers < hifreebuffers) {
1657                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
1658                         break;
1659                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_FREE;
1660                 if (tsleep(&needsbuffer, (PRIBIO + 4)|slpflag, "biofre", slptimeo))
1661                         break;
1662         }
1663 }
1664
1665 /*
1666  *      buf_daemon:
1667  *
1668  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
1669  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
1670  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
1671  */
1672
1673 static struct proc *bufdaemonproc;
1674 static int bd_interval;
1675 static int bd_flushto;
1676
1677 static struct kproc_desc buf_kp = {
1678         "bufdaemon",
1679         buf_daemon,
1680         &bufdaemonproc
1681 };
1682 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp)
1683
1684 static void
1685 buf_daemon()
1686 {
1687         int s;
1688         /*
1689          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
1690          */
1691         curproc->p_flag |= P_BUFEXHAUST;
1692         s = splbio();
1693
1694         bd_interval = 5 * hz;   /* dynamically adjusted */
1695         bd_flushto = hidirtybuffers;    /* dynamically adjusted */
1696
1697         while (TRUE) {
1698                 bd_request = 0;
1699
1700                 /*
1701                  * Do the flush.  Limit the number of buffers we flush in one
1702                  * go.  The failure condition occurs when processes are writing
1703                  * buffers faster then we can dispose of them.  In this case
1704                  * we may be flushing so often that the previous set of flushes
1705                  * have not had time to complete, causing us to run out of
1706                  * physical buffers and block.
1707                  */
1708                 {
1709                         int runcount = maxbdrun;
1710
1711                         while (numdirtybuffers > bd_flushto && runcount) {
1712                                 --runcount;
1713                                 if (flushbufqueues() == 0)
1714                                         break;
1715                         }
1716                 }
1717
1718                 /*
1719                  * If nobody is requesting anything we sleep
1720                  */
1721                 if (bd_request == 0)
1722                         tsleep(&bd_request, PVM, "psleep", bd_interval);
1723
1724                 /*
1725                  * We calculate how much to add or subtract from bd_flushto
1726                  * and bd_interval based on how far off we are from the
1727                  * optimal number of dirty buffers, which is 20% below the
1728                  * hidirtybuffers mark.  We cannot use hidirtybuffers straight
1729                  * because being right on the mark will cause getnewbuf()
1730                  * to oscillate our wakeup.
1731                  *
1732                  * The larger the error in either direction, the more we adjust
1733                  * bd_flushto and bd_interval.  The time interval is adjusted
1734                  * by 2 seconds per whole-buffer-range of error.  This is an
1735                  * exponential convergence algorithm, with large errors
1736                  * producing large changes and small errors producing small
1737                  * changes.
1738                  */
1739
1740                 {
1741                         int brange = hidirtybuffers - lodirtybuffers;
1742                         int middb = hidirtybuffers - brange / 5;
1743                         int deltabuf = middb - numdirtybuffers;
1744
1745                         bd_flushto += deltabuf / 20;
1746                         bd_interval += deltabuf * (2 * hz) / (brange * 1);
1747                 }
1748                 if (bd_flushto < lodirtybuffers)
1749                         bd_flushto = lodirtybuffers;
1750                 if (bd_flushto > hidirtybuffers)
1751                         bd_flushto = hidirtybuffers;
1752                 if (bd_interval < hz / 10)
1753                         bd_interval = hz / 10;
1754                 if (bd_interval > 5 * hz)
1755                         bd_interval = 5 * hz;
1756         }
1757 }
1758
1759 /*
1760  *      flushbufqueues:
1761  *
1762  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
1763  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is
1764  *      particularly sensitive to.
1765  */
1766
1767 static int
1768 flushbufqueues(void)
1769 {
1770         struct buf *bp;
1771         int r = 0;
1772
1773         bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_DIRTY]);
1774
1775         while (bp) {
1776                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI), ("unexpected clean buffer %p", bp));
1777                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0) {
1778                         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1779                                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0)
1780                                         panic("flushbufqueues: locked buf");
1781                                 bremfree(bp);
1782                                 brelse(bp);
1783                                 ++r;
1784                                 break;
1785                         }
1786                         vfs_bio_awrite(bp);
1787                         ++r;
1788                         break;
1789                 }
1790                 bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1791         }
1792         return(r);
1793 }
1794
1795 /*
1796  * Check to see if a block is currently memory resident.
1797  */
1798 struct buf *
1799 incore(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
1800 {
1801         struct buf *bp;
1802
1803         int s = splbio();
1804         bp = gbincore(vp, blkno);
1805         splx(s);
1806         return (bp);
1807 }
1808
1809 /*
1810  * Returns true if no I/O is needed to access the
1811  * associated VM object.  This is like incore except
1812  * it also hunts around in the VM system for the data.
1813  */
1814
1815 int
1816 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
1817 {
1818         vm_object_t obj;
1819         vm_offset_t toff, tinc, size;
1820         vm_page_t m;
1821         vm_ooffset_t off;
1822
1823         if (incore(vp, blkno))
1824                 return 1;
1825         if (vp->v_mount == NULL)
1826                 return 0;
1827         if ((vp->v_object == NULL) || (vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
1828                 return 0;
1829
1830         obj = vp->v_object;
1831         size = PAGE_SIZE;
1832         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
1833                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1834         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1835
1836         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
1837                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
1838                 if (!m)
1839                         return 0;
1840                 tinc = size;
1841                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
1842                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
1843                 if (vm_page_is_valid(m,
1844                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
1845                         return 0;
1846         }
1847         return 1;
1848 }
1849
1850 /*
1851  *      vfs_setdirty:
1852  *
1853  *      Sets the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
1854  *      bits in the pages comprising the buffer.
1855  *
1856  *      The range is limited to the size of the buffer.
1857  *
1858  *      This routine is primarily used by NFS, but is generalized for the
1859  *      B_VMIO case.
1860  */
1861 static void
1862 vfs_setdirty(struct buf *bp)
1863 {
1864         int i;
1865         vm_object_t object;
1866
1867         /*
1868          * Degenerate case - empty buffer
1869          */
1870
1871         if (bp->b_bufsize == 0)
1872                 return;
1873
1874         /*
1875          * We qualify the scan for modified pages on whether the
1876          * object has been flushed yet.  The OBJ_WRITEABLE flag
1877          * is not cleared simply by protecting pages off.
1878          */
1879
1880         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
1881                 return;
1882
1883         object = bp->b_pages[0]->object;
1884
1885         if ((object->flags & OBJ_WRITEABLE) && !(object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
1886                 printf("Warning: object %p writeable but not mightbedirty\n", object);
1887         if (!(object->flags & OBJ_WRITEABLE) && (object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
1888                 printf("Warning: object %p mightbedirty but not writeable\n", object);
1889
1890         if (object->flags & (OBJ_MIGHTBEDIRTY|OBJ_CLEANING)) {
1891                 vm_offset_t boffset;
1892                 vm_offset_t eoffset;
1893
1894                 /*
1895                  * test the pages to see if they have been modified directly
1896                  * by users through the VM system.
1897                  */
1898                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1899                         vm_page_flag_clear(bp->b_pages[i], PG_ZERO);
1900                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
1901                 }
1902
1903                 /*
1904                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
1905                  * (eoffset - boffset) bytes.
1906                  */
1907
1908                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1909                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
1910                                 break;
1911                 }
1912                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
1913
1914                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
1915                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
1916                                 break;
1917                         }
1918                 }
1919                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
1920
1921                 /*
1922                  * Fit it to the buffer.
1923                  */
1924
1925                 if (eoffset > bp->b_bcount)
1926                         eoffset = bp->b_bcount;
1927
1928                 /*
1929                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
1930                  * dirty range.
1931                  */
1932
1933                 if (boffset < eoffset) {
1934                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
1935                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
1936                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
1937                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
1938                 }
1939         }
1940 }
1941
1942 /*
1943  *      getblk:
1944  *
1945  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
1946  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
1947  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on
1948  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
1949  *      READ.
1950  *
1951  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
1952  *      an existing buffer.
1953  *
1954  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
1955  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
1956  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
1957  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
1958  *
1959  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
1960  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
1961  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
1962  *      backing VM.
1963  *
1964  *      getblk() also forces a VOP_BWRITE() for any B_DELWRI buffer whos
1965  *      B_CACHE bit is clear.
1966  *
1967  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
1968  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
1969  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
1970  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
1971  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O,
1972  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
1973  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
1974  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller
1975  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
1976  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
1977  */
1978 struct buf *
1979 getblk(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo)
1980 {
1981         struct buf *bp;
1982         int s;
1983         struct bufhashhdr *bh;
1984
1985 #if !defined(MAX_PERF)
1986         if (size > MAXBSIZE)
1987                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
1988 #endif
1989
1990         s = splbio();
1991 loop:
1992         /*
1993          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
1994          * to completely exhaust the buffer cache.
1995          */
1996         if (curproc->p_flag & P_BUFEXHAUST) {
1997                 if (numfreebuffers == 0) {
1998                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
1999                         tsleep(&needsbuffer, (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf",
2000                             slptimeo);
2001                 }
2002         } else if (numfreebuffers < lofreebuffers) {
2003                 waitfreebuffers(slpflag, slptimeo);
2004         }
2005
2006         if ((bp = gbincore(vp, blkno))) {
2007                 /*
2008                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy, it must
2009                  * be on a queue.
2010                  */
2011
2012                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2013                         if (BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL,
2014                             "getblk", slpflag, slptimeo) == ENOLCK)
2015                                 goto loop;
2016                         splx(s);
2017                         return (struct buf *) NULL;
2018                 }
2019
2020                 /*
2021                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is
2022                  * invalid.  Ohterwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
2023                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
2024                  * backing VM cache.
2025                  */
2026                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2027                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2028                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
2029                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2030                 bremfree(bp);
2031
2032                 /*
2033                  * check for size inconsistancies for non-VMIO case.
2034                  */
2035
2036                 if (bp->b_bcount != size) {
2037                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
2038                             (size > bp->b_kvasize)) {
2039                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2040                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2041                                         VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
2042                                 } else {
2043                                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) &&
2044                                            (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL)) {
2045                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2046                                                 brelse(bp);
2047                                         } else {
2048                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2049                                                 VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
2050                                         }
2051                                 }
2052                                 goto loop;
2053                         }
2054                 }
2055
2056                 /*
2057                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
2058                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
2059                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
2060                  * unchanged from its previous state.
2061                  */
2062
2063                 if (bp->b_bcount != size)
2064                         allocbuf(bp, size);
2065
2066                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2067                     ("getblk: no buffer offset"));
2068
2069                 /*
2070                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2071                  * be committed before we can return the buffer in
2072                  * order to prevent the caller from issuing a read
2073                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2074                  * it.
2075                  *
2076                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2077                  * operate properly either because they assume they
2078                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2079                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due
2080                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2081                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2082                  * preventing further loops.
2083                  */
2084
2085                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2086                         VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
2087                         goto loop;
2088                 }
2089
2090                 splx(s);
2091                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2092         } else {
2093                 /*
2094                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2095                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2096                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2097                  */
2098                 int bsize, maxsize, vmio;
2099                 off_t offset;
2100
2101                 if (vp->v_type == VBLK)
2102                         bsize = DEV_BSIZE;
2103                 else if (vp->v_mountedhere)
2104                         bsize = vp->v_mountedhere->mnt_stat.f_iosize;
2105                 else if (vp->v_mount)
2106                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2107                 else
2108                         bsize = size;
2109
2110                 offset = (off_t)blkno * bsize;
2111                 vmio = (vp->v_object != 0) && (vp->v_flag & VOBJBUF);
2112                 maxsize = vmio ? size + (offset & PAGE_MASK) : size;
2113                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2114
2115                 if ((bp = getnewbuf(slpflag, slptimeo, size, maxsize)) == NULL) {
2116                         if (slpflag || slptimeo) {
2117                                 splx(s);
2118                                 return NULL;
2119                         }
2120                         goto loop;
2121                 }
2122
2123                 /*
2124                  * This code is used to make sure that a buffer is not
2125                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
2126                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
2127                  * If the buffer is created out from under us, we have to
2128                  * throw away the one we just created.  There is now window
2129                  * race because we are safely running at splbio() from the
2130                  * point of the duplicate buffer creation through to here,
2131                  * and we've locked the buffer.
2132                  */
2133                 if (gbincore(vp, blkno)) {
2134                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2135                         brelse(bp);
2136                         goto loop;
2137                 }
2138
2139                 /*
2140                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
2141                  * be found by incore.
2142                  */
2143                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
2144                 bp->b_offset = offset;
2145
2146                 bgetvp(vp, bp);
2147                 LIST_REMOVE(bp, b_hash);
2148                 bh = bufhash(vp, blkno);
2149                 LIST_INSERT_HEAD(bh, bp, b_hash);
2150
2151                 /*
2152                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
2153                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
2154                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
2155                  * backing store for validity.
2156                  */
2157
2158                 if (vmio) {
2159                         bp->b_flags |= B_VMIO;
2160 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2161                         if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VBLK)
2162                                 printf("getblk: vmioing file type %d???\n", vp->v_type);
2163 #endif
2164                 } else {
2165                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
2166                 }
2167
2168                 allocbuf(bp, size);
2169
2170                 splx(s);
2171                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2172         }
2173         return (bp);
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
2178  * set to B_INVAL.
2179  */
2180 struct buf *
2181 geteblk(int size)
2182 {
2183         struct buf *bp;
2184         int s;
2185
2186         s = splbio();
2187         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, MAXBSIZE)) == 0);
2188         splx(s);
2189         allocbuf(bp, size);
2190         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2191         return (bp);
2192 }
2193
2194
2195 /*
2196  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2197  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2198  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2199  * resize a buffer up or down.
2200  *
2201  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2202  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!!
2203  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by
2204  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2205  *
2206  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2207  * B_CACHE for the non-VMIO case.
2208  */
2209
2210 int
2211 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2212 {
2213         int newbsize, mbsize;
2214         int i;
2215
2216 #if !defined(MAX_PERF)
2217         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
2218                 panic("allocbuf: buffer not busy");
2219
2220         if (bp->b_kvasize < size)
2221                 panic("allocbuf: buffer too small");
2222 #endif
2223
2224         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2225                 caddr_t origbuf;
2226                 int origbufsize;
2227                 /*
2228                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
2229                  * mess with B_CACHE.
2230                  */
2231                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2232 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2233                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2234                         newbsize = mbsize;
2235                 else
2236 #endif
2237                         newbsize = round_page(size);
2238
2239                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2240 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2241                         /*
2242                          * malloced buffers are not shrunk
2243                          */
2244                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2245                                 if (newbsize) {
2246                                         bp->b_bcount = size;
2247                                 } else {
2248                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
2249                                         bufspace -= bp->b_bufsize;
2250                                         bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
2251                                         runningbufspace -= bp->b_bufsize;
2252                                         if (bp->b_bufsize)
2253                                                 bufspacewakeup();
2254                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
2255                                         bp->b_bufsize = 0;
2256                                         bp->b_bcount = 0;
2257                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2258                                 }
2259                                 return 1;
2260                         }
2261 #endif
2262                         vm_hold_free_pages(
2263                             bp,
2264                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
2265                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
2266                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
2267 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2268                         /*
2269                          * We only use malloced memory on the first allocation.
2270                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
2271                          * grows.
2272                          */
2273                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
2274                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
2275                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
2276
2277                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
2278                                 bp->b_bufsize = mbsize;
2279                                 bp->b_bcount = size;
2280                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
2281                                 bufspace += mbsize;
2282                                 bufmallocspace += mbsize;
2283                                 runningbufspace += bp->b_bufsize;
2284                                 return 1;
2285                         }
2286 #endif
2287                         origbuf = NULL;
2288                         origbufsize = 0;
2289 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2290                         /*
2291                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
2292                          * then we revert to the page-allocation scheme.
2293                          */
2294                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2295                                 origbuf = bp->b_data;
2296                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
2297                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2298                                 bufspace -= bp->b_bufsize;
2299                                 bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
2300                                 runningbufspace -= bp->b_bufsize;
2301                                 if (bp->b_bufsize)
2302                                         bufspacewakeup();
2303                                 bp->b_bufsize = 0;
2304                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2305                                 newbsize = round_page(newbsize);
2306                         }
2307 #endif
2308                         vm_hold_load_pages(
2309                             bp,
2310                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
2311                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
2312 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2313                         if (origbuf) {
2314                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
2315                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
2316                         }
2317 #endif
2318                 }
2319         } else {
2320                 vm_page_t m;
2321                 int desiredpages;
2322
2323                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2324                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
2325                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
2326
2327 #if !defined(NO_B_MALLOC)
2328                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2329                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
2330 #endif
2331                 /*
2332                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
2333                  * 0-length.
2334                  */
2335                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2336                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2337
2338                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2339                         /*
2340                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
2341                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
2342                          * if we have to remove any pages.
2343                          */
2344                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
2345                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2346                                         /*
2347                                          * the page is not freed here -- it
2348                                          * is the responsibility of
2349                                          * vnode_pager_setsize
2350                                          */
2351                                         m = bp->b_pages[i];
2352                                         KASSERT(m != bogus_page,
2353                                             ("allocbuf: bogus page found"));
2354                                         while (vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "biodep"))
2355                                                 ;
2356
2357                                         bp->b_pages[i] = NULL;
2358                                         vm_page_unwire(m, 0);
2359                                 }
2360                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2361                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_npages - desiredpages));
2362                                 bp->b_npages = desiredpages;
2363                         }
2364                 } else if (size > bp->b_bcount) {
2365                         /*
2366                          * We are growing the buffer, possibly in a
2367                          * byte-granular fashion.
2368                          */
2369                         struct vnode *vp;
2370                         vm_object_t obj;
2371                         vm_offset_t toff;
2372                         vm_offset_t tinc;
2373
2374                         /*
2375                          * Step 1, bring in the VM pages from the object,
2376                          * allocating them if necessary.  We must clear
2377                          * B_CACHE if these pages are not valid for the
2378                          * range covered by the buffer.
2379                          */
2380
2381                         vp = bp->b_vp;
2382                         obj = vp->v_object;
2383
2384                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
2385                                 vm_page_t m;
2386                                 vm_pindex_t pi;
2387
2388                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages;
2389                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
2390                                         m = vm_page_alloc(obj, pi, VM_ALLOC_NORMAL);
2391                                         if (m == NULL) {
2392                                                 VM_WAIT;
2393                                                 vm_pageout_deficit += desiredpages - bp->b_npages;
2394                                         } else {
2395                                                 vm_page_wire(m);
2396                                                 vm_page_wakeup(m);
2397                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2398                                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2399                                                 ++bp->b_npages;
2400                                         }
2401                                         continue;
2402                                 }
2403
2404                                 /*
2405                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
2406                                  * retry because it might have gotten freed out
2407                                  * from under us.
2408                                  *
2409                                  * We can only test PG_BUSY here.  Blocking on
2410                                  * m->busy might lead to a deadlock:
2411                                  *
2412                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
2413                                  *
2414                                  */
2415
2416                                 if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
2417                                         continue;
2418
2419                                 /*
2420                                  * We have a good page.  Should we wakeup the
2421                                  * page daemon?
2422                                  */
2423                                 if ((curproc != pageproc) &&
2424                                     ((m->queue - m->pc) == PQ_CACHE) &&
2425                                     ((cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count) <
2426                                         (cnt.v_free_min + cnt.v_cache_min))) {
2427                                         pagedaemon_wakeup();
2428                                 }
2429                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2430                                 vm_page_wire(m);
2431                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
2432                                 ++bp->b_npages;
2433                         }
2434
2435                         /*
2436                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
2437                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
2438                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
2439                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
2440                          * aligned range ( newbsize ).
2441                          *
2442                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
2443                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
2444                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
2445                          * fails with NFS if the server or some other client
2446                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized,
2447                          * B_CACHE may remain set! XXX
2448                          */
2449
2450                         toff = bp->b_bcount;
2451                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
2452
2453                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
2454                                 vm_pindex_t pi;
2455
2456                                 if (tinc > (size - toff))
2457                                         tinc = size - toff;
2458
2459                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >>
2460                                     PAGE_SHIFT;
2461
2462                                 vfs_buf_test_cache(
2463                                     bp,
2464                                     bp->b_offset,
2465                                     toff,
2466                                     tinc,
2467                                     bp->b_pages[pi]
2468                                 );
2469                                 toff += tinc;
2470                                 tinc = PAGE_SIZE;
2471                         }
2472
2473                         /*
2474                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
2475                          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
2476                          * bp->b_offset may be offset into the first page.
2477                          */
2478
2479                         bp->b_data = (caddr_t)
2480                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
2481                         pmap_qenter(
2482                             (vm_offset_t)bp->b_data,
2483                             bp->b_pages,
2484                             bp->b_npages
2485                         );
2486                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
2487                             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
2488                 }
2489         }
2490         if (bp->b_flags & B_VMIO)
2491                 vmiospace += (newbsize - bp->b_bufsize);
2492         bufspace += (newbsize - bp->b_bufsize);
2493         runningbufspace += (newbsize - bp->b_bufsize);
2494         if (newbsize < bp->b_bufsize)
2495                 bufspacewakeup();
2496         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
2497         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
2498         return 1;
2499 }
2500
2501 /*
2502  *      biowait:
2503  *
2504  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
2505  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into a EINTR
2506  *      error and cleared.
2507  */
2508 int
2509 biowait(register struct buf * bp)
2510 {
2511         int s;
2512
2513         s = splbio();
2514         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
2515 #if defined(NO_SCHEDULE_MODS)
2516                 tsleep(bp, PRIBIO, "biowait", 0);
2517 #else
2518                 if (bp->b_flags & B_READ)
2519                         tsleep(bp, PRIBIO, "biord", 0);
2520                 else
2521                         tsleep(bp, PRIBIO, "biowr", 0);
2522 #endif
2523         }
2524         splx(s);
2525         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
2526                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
2527                 return (EINTR);
2528         }
2529         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2530                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
2531         } else {
2532                 return (0);
2533         }
2534 }
2535
2536 /*
2537  *      biodone:
2538  *
2539  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
2540  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
2541  *      not allowed.
2542  *
2543  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
2544  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk()
2545  *      assuming B_INVAL is clear.
2546  *
2547  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
2548  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
2549  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
2550  *
2551  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
2552  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
2553  *      in the biodone routine.
2554  */
2555 void
2556 biodone(register struct buf * bp)
2557 {
2558         int s;
2559
2560         s = splbio();
2561
2562         KASSERT(BUF_REFCNT(bp) > 0, ("biodone: bp %p not busy %d", bp, BUF_REFCNT(bp)));
2563         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
2564
2565         bp->b_flags |= B_DONE;
2566
2567         if (bp->b_flags & B_FREEBUF) {
2568                 brelse(bp);
2569                 splx(s);
2570                 return;
2571         }
2572
2573         if ((bp->b_flags & B_READ) == 0) {
2574                 vwakeup(bp);
2575         }
2576
2577         /* call optional completion function if requested */
2578         if (bp->b_flags & B_CALL) {
2579                 bp->b_flags &= ~B_CALL;
2580                 (*bp->b_iodone) (bp);
2581                 splx(s);
2582                 return;
2583         }
2584         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && bioops.io_complete)
2585                 (*bioops.io_complete)(bp);
2586
2587         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2588                 int i, resid;
2589                 vm_ooffset_t foff;
2590                 vm_page_t m;
2591                 vm_object_t obj;
2592                 int iosize;
2593                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
2594
2595                 obj = vp->v_object;
2596
2597 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2598                 if (vp->v_usecount == 0) {
2599                         panic("biodone: zero vnode ref count");
2600                 }
2601
2602                 if (vp->v_object == NULL) {
2603                         panic("biodone: missing VM object");
2604                 }
2605
2606                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0) {
2607                         panic("biodone: vnode is not setup for merged cache");
2608                 }
2609 #endif
2610
2611                 foff = bp->b_offset;
2612                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2613                     ("biodone: no buffer offset"));
2614
2615 #if !defined(MAX_PERF)
2616                 if (!obj) {
2617                         panic("biodone: no object");
2618                 }
2619 #endif
2620 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2621                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_npages) {
2622                         printf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_npages(%d)\n",
2623                             obj->paging_in_progress, bp->b_npages);
2624                 }
2625 #endif
2626
2627                 /*
2628                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
2629                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
2630                  * routines.
2631                  */
2632                 iosize = bp->b_bcount;
2633                 if ((bp->b_flags & (B_READ|B_FREEBUF|B_INVAL|B_NOCACHE|B_ERROR)) == B_READ) {
2634                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2635                 }
2636
2637                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2638                         int bogusflag = 0;
2639                         m = bp->b_pages[i];
2640                         if (m == bogus_page) {
2641                                 bogusflag = 1;
2642                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2643                                 if (!m) {
2644 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2645                                         printf("biodone: page disappeared\n");
2646 #endif
2647                                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
2648                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2649                                         continue;
2650                                 }
2651                                 bp->b_pages[i] = m;
2652                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_pages, bp->b_npages);
2653                         }
2654 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2655                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
2656                                 printf(
2657 "biodone: foff(%lu)/m->pindex(%d) mismatch\n",
2658                                     (unsigned long)foff, m->pindex);
2659                         }
2660 #endif
2661                         resid = IDX_TO_OFF(m->pindex + 1) - foff;
2662                         if (resid > iosize)
2663                                 resid = iosize;
2664
2665                         /*
2666                          * In the write case, the valid and clean bits are
2667                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we
2668                          * only need to do this here in the read case.
2669                          */
2670                         if ((bp->b_flags & B_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
2671                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
2672                         }
2673                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2674
2675                         /*
2676                          * when debugging new filesystems or buffer I/O methods, this
2677                          * is the most common error that pops up.  if you see this, you
2678                          * have not set the page busy flag correctly!!!
2679                          */
2680                         if (m->busy == 0) {
2681 #if !defined(MAX_PERF)
2682                                 printf("biodone: page busy < 0, "
2683                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
2684                                     "resid: %d, index: %d\n",
2685                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
2686                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
2687 #endif
2688                                 if (vp->v_type != VBLK)
2689 #if !defined(MAX_PERF)
2690                                         printf(" iosize: %ld, lblkno: %d, flags: 0x%lx, npages: %d\n",
2691                                             bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
2692                                             (int) bp->b_lblkno,
2693                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
2694                                 else
2695                                         printf(" VDEV, lblkno: %d, flags: 0x%lx, npages: %d\n",
2696                                             (int) bp->b_lblkno,
2697                                             bp->b_flags, bp->b_npages);
2698                                 printf(" valid: 0x%x, dirty: 0x%x, wired: %d\n",
2699                                     m->valid, m->dirty, m->wire_count);
2700 #endif
2701                                 panic("biodone: page busy < 0\n");
2702                         }
2703                         vm_page_io_finish(m);
2704                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
2705                         foff += resid;
2706                         iosize -= resid;
2707                 }
2708                 if (obj)
2709                         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
2710         }
2711         /*
2712          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
2713          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
2714          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
2715          */
2716
2717         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
2718                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR | B_RELBUF)) != 0)
2719                         brelse(bp);
2720                 else
2721                         bqrelse(bp);
2722         } else {
2723                 wakeup(bp);
2724         }
2725         splx(s);
2726 }
2727
2728 /*
2729  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
2730  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
2731  * consistant.
2732  */
2733 void
2734 vfs_unbusy_pages(struct buf * bp)
2735 {
2736         int i;
2737
2738         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2739                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
2740                 vm_object_t obj = vp->v_object;
2741
2742                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2743                         vm_page_t m = bp->b_pages[i];
2744
2745                         if (m == bogus_page) {
2746                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
2747 #if !defined(MAX_PERF)
2748                                 if (!m) {
2749                                         panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
2750                                 }
2751 #endif
2752                                 bp->b_pages[i] = m;
2753                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_pages, bp->b_npages);
2754                         }
2755                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
2756                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2757                         vm_page_io_finish(m);
2758                 }
2759                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
2760         }
2761 }
2762
2763 /*
2764  * vfs_page_set_valid:
2765  *
2766  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
2767  *      range is restricted to the buffer's size.
2768  *
2769  *      This routine is typically called after a read completes.
2770  */
2771 static void
2772 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, int pageno, vm_page_t m)
2773 {
2774         vm_ooffset_t soff, eoff;
2775
2776         /*
2777          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
2778          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
2779          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
2780          * of the buffer.
2781          */
2782         soff = off;
2783         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~PAGE_MASK;
2784         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
2785                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
2786
2787         /*
2788          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
2789          * entire page.
2790          */
2791         if (eoff > soff) {
2792                 vm_page_set_validclean(
2793                     m,
2794                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
2795                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
2796                 );
2797         }
2798 }
2799
2800 /*
2801  * This routine is called before a device strategy routine.
2802  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
2803  * progress, and treat the pages associated with the buffer
2804  * almost as being PG_BUSY.  Also the object paging_in_progress
2805  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
2806  * inconsistant.
2807  *
2808  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
2809  * such as B_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
2810  * and should be ignored.
2811  */
2812 void
2813 vfs_busy_pages(struct buf * bp, int clear_modify)
2814 {
2815         int i, bogus;
2816
2817         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2818                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
2819                 vm_object_t obj = vp->v_object;
2820                 vm_ooffset_t foff;
2821
2822                 foff = bp->b_offset;
2823                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2824                     ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
2825                 vfs_setdirty(bp);
2826
2827 retry:
2828                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2829                         vm_page_t m = bp->b_pages[i];
2830                         if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "vbpage"))
2831                                 goto retry;
2832                 }
2833
2834                 bogus = 0;
2835                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2836                         vm_page_t m = bp->b_pages[i];
2837
2838                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2839                         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
2840                                 vm_object_pip_add(obj, 1);
2841                                 vm_page_io_start(m);
2842                         }
2843
2844                         /*
2845                          * When readying a buffer for a read ( i.e
2846                          * clear_modify == 0 ), it is important to do
2847                          * bogus_page replacement for valid pages in
2848                          * partially instantiated buffers.  Partially
2849                          * instantiated buffers can, in turn, occur when
2850                          * reconstituting a buffer from its VM backing store
2851                          * base.  We only have to do this if B_CACHE is
2852                          * clear ( which causes the I/O to occur in the
2853                          * first place ).  The replacement prevents the read
2854                          * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
2855                          * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
2856                          * It may not work properly with small-block devices.
2857                          * We need to find a better way.
2858                          */
2859
2860                         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
2861                         if (clear_modify)
2862                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
2863                         else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
2864                                 (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2865                                 bp->b_pages[i] = bogus_page;
2866                                 bogus++;
2867                         }
2868                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~PAGE_MASK;
2869                 }
2870                 if (bogus)
2871                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_pages, bp->b_npages);
2872         }
2873 }
2874
2875 /*
2876  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2877  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2878  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2879  *
2880  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2881  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2882  */
2883 static void
2884 vfs_clean_pages(struct buf * bp)
2885 {
2886         int i;
2887
2888         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2889                 vm_ooffset_t foff;
2890
2891                 foff = bp->b_offset;
2892                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2893                     ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
2894                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2895                         vm_page_t m = bp->b_pages[i];
2896                         vm_ooffset_t noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~PAGE_MASK;
2897                         vm_ooffset_t eoff = noff;
2898
2899                         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2900                                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2901                         vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
2902                         /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2903                         foff = noff;
2904                 }
2905         }
2906 }
2907
2908 /*
2909  *      vfs_bio_set_validclean:
2910  *
2911  *      Set the range within the buffer to valid and clean.  The range is
2912  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that b_offset
2913  *      itself may be offset from the beginning of the first page.
2914  */
2915
2916 void
2917 vfs_bio_set_validclean(struct buf *bp, int base, int size)
2918 {
2919         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2920                 int i;
2921                 int n;
2922
2923                 /*
2924                  * Fixup base to be relative to beginning of first page.
2925                  * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
2926                  * first page that can be validated.
2927                  */
2928
2929                 base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2930                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
2931
2932                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
2933                         vm_page_t m = bp->b_pages[i];
2934
2935                         if (n > size)
2936                                 n = size;
2937
2938                         vm_page_set_validclean(m, base & PAGE_MASK, n);
2939                         base += n;
2940                         size -= n;
2941                         n = PAGE_SIZE;
2942                 }
2943         }
2944 }
2945
2946 /*
2947  *      vfs_bio_clrbuf:
2948  *
2949  *      clear a buffer.  This routine essentially fakes an I/O, so we need
2950  *      to clear B_ERROR and B_INVAL.
2951  *
2952  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
2953  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
2954  */
2955
2956 void
2957 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) {
2958         int i, mask = 0;
2959         caddr_t sa, ea;
2960         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) == B_VMIO) {
2961                 bp->b_flags &= ~(B_INVAL|B_ERROR);
2962                 if( (bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
2963                     (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
2964                         mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
2965                         if (((bp->b_pages[0]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
2966                             ((bp->b_pages[0]->valid & mask) != mask)) {
2967                                 bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
2968                         }
2969                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
2970                         bp->b_resid = 0;
2971                         return;
2972                 }
2973                 ea = sa = bp->b_data;
2974                 for(i=0;i<bp->b_npages;i++,sa=ea) {
2975                         int j = ((u_long)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
2976                         ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
2977                         ea = (caddr_t)ulmin((u_long)ea,
2978                                 (u_long)bp->b_data + bp->b_bufsize);
2979                         mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
2980                         if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
2981                                 continue;
2982                         if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0) {
2983                                 if ((bp->b_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) {
2984                                         bzero(sa, ea - sa);
2985                                 }
2986                         } else {
2987                                 for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
2988                                         if (((bp->b_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
2989                                                 (bp->b_pages[i]->valid & (1<<j)) == 0)
2990                                                 bzero(sa, DEV_BSIZE);
2991                                 }
2992                         }
2993                         bp->b_pages[i]->valid |= mask;
2994                         vm_page_flag_clear(bp->b_pages[i], PG_ZERO);
2995                 }
2996                 bp->b_resid = 0;
2997         } else {
2998                 clrbuf(bp);
2999         }
3000 }
3001
3002 /*
3003  * vm_hold_load_pages and vm_hold_unload pages get pages into
3004  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
3005  * not associated with a file object.
3006  */
3007 void
3008 vm_hold_load_pages(struct buf * bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3009 {
3010         vm_offset_t pg;
3011         vm_page_t p;
3012         int index;
3013
3014         to = round_page(to);
3015         from = round_page(from);
3016         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3017
3018         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3019
3020 tryagain:
3021
3022                 p = vm_page_alloc(kernel_object,
3023                         ((pg - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT),
3024                     VM_ALLOC_NORMAL);
3025                 if (!p) {
3026                         vm_pageout_deficit += (to - from) >> PAGE_SHIFT;
3027                         VM_WAIT;
3028                         goto tryagain;
3029                 }
3030                 vm_page_wire(p);
3031                 p->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3032                 vm_page_flag_clear(p, PG_ZERO);
3033                 pmap_kenter(pg, VM_PAGE_TO_PHYS(p));
3034                 bp->b_pages[index] = p;
3035                 vm_page_wakeup(p);
3036         }
3037         bp->b_npages = index;
3038 }
3039
3040 void
3041 vm_hold_free_pages(struct buf * bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3042 {
3043         vm_offset_t pg;
3044         vm_page_t p;
3045         int index, newnpages;
3046
3047         from = round_page(from);
3048         to = round_page(to);
3049         newnpages = index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3050
3051         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3052                 p = bp->b_pages[index];
3053                 if (p && (index < bp->b_npages)) {
3054 #if !defined(MAX_PERF)
3055                         if (p->busy) {
3056                                 printf("vm_hold_free_pages: blkno: %d, lblkno: %d\n",
3057                                         bp->b_blkno, bp->b_lblkno);
3058                         }
3059 #endif
3060                         bp->b_pages[index] = NULL;
3061                         pmap_kremove(pg);
3062                         vm_page_busy(p);
3063                         vm_page_unwire(p, 0);
3064                         vm_page_free(p);
3065                 }
3066         }
3067         bp->b_npages = newnpages;
3068 }
3069
3070
3071 #include "opt_ddb.h"
3072 #ifdef DDB
3073 #include <ddb/ddb.h>
3074
3075 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
3076 {
3077         /* get args */
3078         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
3079
3080         if (!have_addr) {
3081                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
3082                 return;
3083         }
3084
3085         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
3086         db_printf("b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, "
3087                   "b_resid = %ld\nb_dev = (%d,%d), b_data = %p, "
3088                   "b_blkno = %d, b_pblkno = %d\n",
3089                   bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
3090                   major(bp->b_dev), minor(bp->b_dev),
3091                   bp->b_data, bp->b_blkno, bp->b_pblkno);
3092         if (bp->b_npages) {
3093                 int i;
3094                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
3095                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3096                         vm_page_t m;
3097                         m = bp->b_pages[i];
3098                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
3099                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3100                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
3101                                 db_printf(",");
3102                 }
3103                 db_printf("\n");
3104         }
3105 }
3106 #endif /* DDB */