]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.3.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
- Copy stable/10@296371 to releng/10.3 in preparation for 10.3-RC1
[FreeBSD/releng/10.3.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
34  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
35  * sure that the performance degradation associated with schemes such
36  * as this is not realized.
37  *
38  * Author:  John S. Dyson
39  * Significant help during the development and debugging phases
40  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
41  *
42  * see man buf(9) for more info.
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/devicestat.h>
54 #include <sys/eventhandler.h>
55 #include <sys/fail.h>
56 #include <sys/limits.h>
57 #include <sys/lock.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/mount.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/kthread.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/resourcevar.h>
65 #include <sys/rwlock.h>
66 #include <sys/sysctl.h>
67 #include <sys/vmem.h>
68 #include <sys/vmmeter.h>
69 #include <sys/vnode.h>
70 #include <geom/geom.h>
71 #include <vm/vm.h>
72 #include <vm/vm_param.h>
73 #include <vm/vm_kern.h>
74 #include <vm/vm_pageout.h>
75 #include <vm/vm_page.h>
76 #include <vm/vm_object.h>
77 #include <vm/vm_extern.h>
78 #include <vm/vm_map.h>
79 #include "opt_compat.h"
80 #include "opt_swap.h"
81
82 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
83
84 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
85
86 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
87         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
88         .bop_write      =       bufwrite,
89         .bop_strategy   =       bufstrategy,
90         .bop_sync       =       bufsync,
91         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
92 };
93
94 /*
95  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
96  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
97  */
98 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
99 caddr_t unmapped_buf;
100
101 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
102 struct proc *bufdaemonproc;
103
104 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
105 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
106 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
107                 vm_offset_t to);
108 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
109 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
110                 vm_page_t m);
111 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
112 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
113 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
114 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
115                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
116 static int buf_flush(struct vnode *vp, int);
117 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
118 static void buf_daemon(void);
119 static void bremfreel(struct buf *bp);
120 static __inline void bd_wakeup(void);
121 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
122     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
123 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
124 #endif
125
126 int vmiodirenable = TRUE;
127 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
128     "Use the VM system for directory writes");
129 long runningbufspace;
130 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
131     "Amount of presently outstanding async buffer io");
132 static long bufspace;
133 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
134     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
135 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
136     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
137 #else
138 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
139     "Virtual memory used for buffers");
140 #endif
141 static long unmapped_bufspace;
142 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, unmapped_bufspace, CTLFLAG_RD,
143     &unmapped_bufspace, 0,
144     "Amount of unmapped buffers, inclusive in the bufspace");
145 static long maxbufspace;
146 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
147     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
148 static long bufmallocspace;
149 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
150     "Amount of malloced memory for buffers");
151 static long maxbufmallocspace;
152 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
153     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
154 static long lobufspace;
155 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
156     "Minimum amount of buffers we want to have");
157 long hibufspace;
158 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
159     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
160 static int bufreusecnt;
161 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
162     "Number of times we have reused a buffer");
163 static int buffreekvacnt;
164 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
165     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
166 static int bufdefragcnt;
167 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
168     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
169 static long lorunningspace;
170 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
171     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
172 static long hirunningspace;
173 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
174     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
175 int dirtybufferflushes;
176 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
177     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
178 int bdwriteskip;
179 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
180     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
181 int altbufferflushes;
182 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
183     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
184 static int recursiveflushes;
185 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
186     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
187 static int numdirtybuffers;
188 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
189     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
190 static int lodirtybuffers;
191 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
192     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
193 static int hidirtybuffers;
194 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
195     "When the number of dirty buffers is considered severe");
196 int dirtybufthresh;
197 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
198     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
199 static int numfreebuffers;
200 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
201     "Number of free buffers");
202 static int lofreebuffers;
203 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
204    "XXX Unused");
205 static int hifreebuffers;
206 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
207    "XXX Complicatedly unused");
208 static int getnewbufcalls;
209 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
210    "Number of calls to getnewbuf");
211 static int getnewbufrestarts;
212 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
213     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
214 static int mappingrestarts;
215 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
216     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
217     "unmapped buffer");
218 static int flushbufqtarget = 100;
219 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
220     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
221 static long notbufdflushes;
222 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes, 0,
223     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
224 static long barrierwrites;
225 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
226     "Number of barrier writes");
227 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
228     &unmapped_buf_allowed, 0,
229     "Permit the use of the unmapped i/o");
230
231 /*
232  * Lock for the non-dirty bufqueues
233  */
234 static struct mtx_padalign bqclean;
235
236 /*
237  * Lock for the dirty queue.
238  */
239 static struct mtx_padalign bqdirty;
240
241 /*
242  * This lock synchronizes access to bd_request.
243  */
244 static struct mtx_padalign bdlock;
245
246 /*
247  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
248  * waitrunningbufspace().
249  */
250 static struct mtx_padalign rbreqlock;
251
252 /*
253  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
254  */
255 static struct rwlock_padalign nblock;
256
257 /*
258  * Lock that protects bdirtywait.
259  */
260 static struct mtx_padalign bdirtylock;
261
262 /*
263  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
264  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
265  * is idling.
266  */
267 static int bd_request;
268
269 /*
270  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
271  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
272  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
273  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
274  */
275 static int bd_speedupreq;
276
277 /*
278  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
279  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
280  * really that bad.  it would be better to split the buffer
281  * for input in the case of buffers partially already in memory,
282  * but the code is intricate enough already.
283  */
284 vm_page_t bogus_page;
285
286 /*
287  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
288  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
289  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
290  */
291 static int runningbufreq;
292
293 /* 
294  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
295  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
296  * by and/or.
297  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountadd(), bwillwrite(),
298  * getnewbuf(), and getblk().
299  */
300 static volatile int needsbuffer;
301
302 /*
303  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
304  */
305 static int bdirtywait;
306
307 /*
308  * Definitions for the buffer free lists.
309  */
310 #define BUFFER_QUEUES   5       /* number of free buffer queues */
311
312 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
313 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
314 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
315 #define QUEUE_EMPTYKVA  3       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
316 #define QUEUE_EMPTY     4       /* empty buffer headers */
317 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
318
319 /* Queues for free buffers with various properties */
320 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
321 #ifdef INVARIANTS
322 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
323 #endif
324
325 /*
326  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
327  * buf_wmesg is referred from macros.
328  */
329 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
330
331 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
332 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
333 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
334
335 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
336     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
337 static int
338 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
339 {
340         long lvalue;
341         int ivalue;
342
343         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
344                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
345         lvalue = *(long *)arg1;
346         if (lvalue > INT_MAX)
347                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
348                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
349         ivalue = lvalue;
350         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
351 }
352 #endif
353
354 /*
355  *      bqlock:
356  *
357  *      Return the appropriate queue lock based on the index.
358  */
359 static inline struct mtx *
360 bqlock(int qindex)
361 {
362
363         if (qindex == QUEUE_DIRTY)
364                 return (struct mtx *)(&bqdirty);
365         return (struct mtx *)(&bqclean);
366 }
367
368 /*
369  *      bdirtywakeup:
370  *
371  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
372  */
373 static void
374 bdirtywakeup(void)
375 {
376         mtx_lock(&bdirtylock);
377         if (bdirtywait) {
378                 bdirtywait = 0;
379                 wakeup(&bdirtywait);
380         }
381         mtx_unlock(&bdirtylock);
382 }
383
384 /*
385  *      bdirtysub:
386  *
387  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
388  *      threads blocked in bwillwrite().
389  */
390 static void
391 bdirtysub(void)
392 {
393
394         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, -1) ==
395             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
396                 bdirtywakeup();
397 }
398
399 /*
400  *      bdirtyadd:
401  *
402  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
403  *      daemon if needed.
404  */
405 static void
406 bdirtyadd(void)
407 {
408
409         /*
410          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
411          * buf daemon will keep running until the condition clears.
412          */
413         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, 1) ==
414             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
415                 bd_wakeup();
416 }
417
418 /*
419  *      bufspacewakeup:
420  *
421  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
422  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
423  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
424  *      bp's get placed back in the queues.
425  */
426
427 static __inline void
428 bufspacewakeup(void)
429 {
430         int need_wakeup, on;
431
432         /*
433          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
434          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
435          * process will be able to now.
436          */
437         rw_rlock(&nblock);
438         for (;;) {
439                 need_wakeup = 0;
440                 on = needsbuffer;
441                 if ((on & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) == 0)
442                         break;
443                 need_wakeup = 1;
444                 if (atomic_cmpset_rel_int(&needsbuffer, on,
445                     on & ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE))
446                         break;
447         }
448         if (need_wakeup)
449                 wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
450         rw_runlock(&nblock);
451 }
452
453 /*
454  *      runningwakeup:
455  *
456  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
457  *      below lorunningspace.
458  */
459 static void
460 runningwakeup(void)
461 {
462
463         mtx_lock(&rbreqlock);
464         if (runningbufreq) {
465                 runningbufreq = 0;
466                 wakeup(&runningbufreq);
467         }
468         mtx_unlock(&rbreqlock);
469 }
470
471 /*
472  *      runningbufwakeup:
473  *
474  *      Decrement the outstanding write count according.
475  */
476 void
477 runningbufwakeup(struct buf *bp)
478 {
479         long space, bspace;
480
481         bspace = bp->b_runningbufspace;
482         if (bspace == 0)
483                 return;
484         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
485         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
486             space, bspace));
487         bp->b_runningbufspace = 0;
488         /*
489          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
490          * the threshold to falling below it.
491          */
492         if (space < lorunningspace)
493                 return;
494         if (space - bspace > lorunningspace)
495                 return;
496         runningwakeup();
497 }
498
499 /*
500  *      bufcountadd:
501  *
502  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
503  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
504  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
505  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
506  */
507 static __inline void
508 bufcountadd(struct buf *bp)
509 {
510         int mask, need_wakeup, old, on;
511
512         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
513             ("buf %p already counted as free", bp));
514         bp->b_flags |= B_INFREECNT;
515         old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, 1);
516         KASSERT(old >= 0 && old < nbuf,
517             ("numfreebuffers climbed to %d", old + 1));
518         mask = VFS_BIO_NEED_ANY;
519         if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
520                 mask |= VFS_BIO_NEED_FREE;
521         rw_rlock(&nblock);
522         for (;;) {
523                 need_wakeup = 0;
524                 on = needsbuffer;
525                 if (on == 0)
526                         break;
527                 need_wakeup = 1;
528                 if (atomic_cmpset_rel_int(&needsbuffer, on, on & ~mask))
529                         break;
530         }
531         if (need_wakeup)
532                 wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
533         rw_runlock(&nblock);
534 }
535
536 /*
537  *      bufcountsub:
538  *
539  *      Decrement the numfreebuffers count as needed.
540  */
541 static void
542 bufcountsub(struct buf *bp)
543 {
544         int old;
545
546         /*
547          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
548          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
549          * numfreebuffers.
550          */
551         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
552                 KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0,
553                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
554                 bp->b_flags &= ~B_INFREECNT;
555                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
556                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
557         }
558 }
559
560 /*
561  *      waitrunningbufspace()
562  *
563  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
564  *      running.  This routine is used in async-write situations to
565  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
566  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
567  *
568  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
569  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
570  *      caller's write has reached the device.
571  */
572 void
573 waitrunningbufspace(void)
574 {
575
576         mtx_lock(&rbreqlock);
577         while (runningbufspace > hirunningspace) {
578                 runningbufreq = 1;
579                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
580         }
581         mtx_unlock(&rbreqlock);
582 }
583
584
585 /*
586  *      vfs_buf_test_cache:
587  *
588  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
589  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
590  *      valid data.
591  */
592 static __inline
593 void
594 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
595                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
596                   vm_page_t m)
597 {
598
599         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
600         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
601                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
602                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
603                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
604         }
605 }
606
607 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
608 static __inline void
609 bd_wakeup(void)
610 {
611
612         mtx_lock(&bdlock);
613         if (bd_request == 0) {
614                 bd_request = 1;
615                 wakeup(&bd_request);
616         }
617         mtx_unlock(&bdlock);
618 }
619
620 /*
621  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
622  */
623 void
624 bd_speedup(void)
625 {
626         int needwake;
627
628         mtx_lock(&bdlock);
629         needwake = 0;
630         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
631                 needwake = 1;
632         bd_speedupreq = 1;
633         bd_request = 1;
634         if (needwake)
635                 wakeup(&bd_request);
636         mtx_unlock(&bdlock);
637 }
638
639 #ifndef NSWBUF_MIN
640 #define NSWBUF_MIN      16
641 #endif
642
643 #ifdef __i386__
644 #define TRANSIENT_DENOM 5
645 #else
646 #define TRANSIENT_DENOM 10
647 #endif
648
649 /*
650  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
651  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
652  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
653  * being reserved at this time.
654  */
655 caddr_t
656 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
657 {
658         int tuned_nbuf;
659         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
660
661         /*
662          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
663          * PAGE_SIZE is >= 1K)
664          */
665         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
666
667         /*
668          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
669          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
670          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
671          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
672          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
673          * maxbcache bytes.
674          *
675          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
676          */
677         if (nbuf == 0) {
678                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
679
680                 nbuf = 50;
681                 if (physmem_est > 4096)
682                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
683                             65536 / factor);
684                 if (physmem_est > 65536)
685                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
686                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
687
688                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
689                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
690                 tuned_nbuf = 1;
691         } else
692                 tuned_nbuf = 0;
693
694         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
695         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
696         if (nbuf > maxbuf) {
697                 if (!tuned_nbuf)
698                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
699                             maxbuf);
700                 nbuf = maxbuf;
701         }
702
703         /*
704          * Ideal allocation size for the transient bio submap if 10%
705          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
706          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
707          *
708          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
709          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
710          * maximum buffer map extent on the platform.
711          *
712          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
713          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
714          * with ample KVA space.
715          */
716         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
717                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
718                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
719                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
720                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
721                         /*
722                          * There is more KVA than memory.  Do not
723                          * adjust buffer map size, and assign the rest
724                          * of maxbuf to transient map.
725                          */
726                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
727                 } else {
728                         /*
729                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
730                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
731                          * the buffer map to the transient bio map.
732                          */
733                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
734                         buf_sz -= biotmap_sz;
735                 }
736                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
737                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
738                 else
739                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
740                 /*
741                  * Artifically limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
742                  * using the transient mapping.
743                  */
744                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
745                         bio_transient_maxcnt = 1024;
746                 if (tuned_nbuf)
747                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
748         }
749
750         /*
751          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
752          * We have no less then 16 and no more then 256.
753          */
754         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
755         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
756         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
757                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
758
759         /*
760          * Reserve space for the buffer cache buffers
761          */
762         swbuf = (void *)v;
763         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
764         buf = (void *)v;
765         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
766
767         return(v);
768 }
769
770 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
771 void
772 bufinit(void)
773 {
774         struct buf *bp;
775         int i;
776
777         CTASSERT(MAXBCACHEBUF >= MAXBSIZE);
778         mtx_init(&bqclean, "bufq clean lock", NULL, MTX_DEF);
779         mtx_init(&bqdirty, "bufq dirty lock", NULL, MTX_DEF);
780         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
781         rw_init(&nblock, "needsbuffer lock");
782         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
783         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
784
785         /* next, make a null set of free lists */
786         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
787                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
788
789         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
790         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
791                 bp = &buf[i];
792                 bzero(bp, sizeof *bp);
793                 bp->b_flags = B_INVAL | B_INFREECNT;
794                 bp->b_rcred = NOCRED;
795                 bp->b_wcred = NOCRED;
796                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
797                 bp->b_xflags = 0;
798                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
799                 BUF_LOCKINIT(bp);
800                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
801 #ifdef INVARIANTS
802                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
803 #endif
804         }
805
806         /*
807          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
808          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
809          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
810          * used by most other processes.  The differential is required to 
811          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
812          * be blocked waiting for buffer space.
813          *
814          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
815          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
816          * by the system.
817          */
818         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
819         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBCACHEBUF * 10);
820         lobufspace = hibufspace - MAXBCACHEBUF;
821
822         /*
823          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
824          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
825          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
826          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
827          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
828          * hirunningspace.
829          */
830         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBCACHEBUF),
831             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
832         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBCACHEBUF);
833
834 /*
835  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
836  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
837  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
838  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
839  * (small) directories.
840  */
841         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
842
843 /*
844  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
845  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
846  */
847         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
848         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
849         numdirtybuffers = 0;
850 /*
851  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
852  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
853  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
854  * BKVASIZE'd buffers.
855  */
856         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
857                 hidirtybuffers >>= 1;
858         }
859         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
860
861 /*
862  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
863  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
864  * emergency reserve.
865  */
866         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
867         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
868         numfreebuffers = nbuf;
869
870         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
871             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
872         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
873 }
874
875 #ifdef INVARIANTS
876 static inline void
877 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
878 {
879
880         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0,
881             ("mapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
882         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
883             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
884         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
885             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
886 }
887
888 static inline void
889 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
890 {
891
892         KASSERT((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == B_UNMAPPED,
893             ("unmapped buf %p %x", bp, bp->b_flags));
894         KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf,
895             ("unmapped buf: corrupted b_kvabase %p", bp));
896         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
897             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
898 }
899
900 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
901 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
902 #else
903 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
904 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
905 #endif
906
907 static void
908 bpmap_qenter(struct buf *bp)
909 {
910
911         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
912
913         /*
914          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
915          * bp->b_offset may be offset into the first page.
916          */
917         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
918         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
919         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
920             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
921 }
922
923 /*
924  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
925  *
926  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
927  */
928 static void
929 bfreekva(struct buf *bp)
930 {
931
932         if (bp->b_kvasize == 0)
933                 return;
934
935         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
936         atomic_subtract_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
937         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
938                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
939                 vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase,
940                     bp->b_kvasize);
941         } else {
942                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
943                 if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
944                         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvaalloc,
945                             bp->b_kvasize);
946                 }
947                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
948                 bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
949         }
950         bp->b_kvasize = 0;
951         bufspacewakeup();
952 }
953
954 /*
955  *      binsfree:
956  *
957  *      Insert the buffer into the appropriate free list.
958  */
959 static void
960 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
961 {
962         struct mtx *olock, *nlock;
963
964         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
965
966         nlock = bqlock(qindex);
967         /* Handle delayed bremfree() processing. */
968         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
969                 olock = bqlock(bp->b_qindex);
970                 mtx_lock(olock);
971                 bremfreel(bp);
972                 if (olock != nlock) {
973                         mtx_unlock(olock);
974                         mtx_lock(nlock);
975                 }
976         } else
977                 mtx_lock(nlock);
978
979         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
980                 panic("binsfree: free buffer onto another queue???");
981
982         bp->b_qindex = qindex;
983         if (bp->b_flags & B_AGE)
984                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
985         else
986                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
987 #ifdef INVARIANTS
988         bq_len[bp->b_qindex]++;
989 #endif
990         mtx_unlock(nlock);
991
992         /*
993          * Something we can maybe free or reuse.
994          */
995         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
996                 bufspacewakeup();
997
998         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))
999                 bufcountadd(bp);
1000 }
1001
1002 /*
1003  *      bremfree:
1004  *
1005  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1006  *      
1007  */
1008 void
1009 bremfree(struct buf *bp)
1010 {
1011
1012         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1013         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1014             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1015         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1016             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1017         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1018
1019         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1020         bufcountsub(bp);
1021 }
1022
1023 /*
1024  *      bremfreef:
1025  *
1026  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1027  *      it abuses the b_freelist pointer.
1028  */
1029 void
1030 bremfreef(struct buf *bp)
1031 {
1032         struct mtx *qlock;
1033
1034         qlock = bqlock(bp->b_qindex);
1035         mtx_lock(qlock);
1036         bremfreel(bp);
1037         mtx_unlock(qlock);
1038 }
1039
1040 /*
1041  *      bremfreel:
1042  *
1043  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1044  *      correct qlock held.
1045  */
1046 static void
1047 bremfreel(struct buf *bp)
1048 {
1049
1050         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
1051             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1052         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1053             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
1054         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1055         mtx_assert(bqlock(bp->b_qindex), MA_OWNED);
1056
1057         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1058 #ifdef INVARIANTS
1059         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
1060             bp->b_qindex));
1061         bq_len[bp->b_qindex]--;
1062 #endif
1063         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1064         /*
1065          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
1066          * from the queue and return the stats are already done.
1067          */
1068         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1069                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1070                 return;
1071         }
1072         bufcountsub(bp);
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
1077  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
1078  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
1079  */
1080 void
1081 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
1082     int cnt, struct ucred * cred)
1083 {
1084         struct buf *rabp;
1085         int i;
1086
1087         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
1088                 if (inmem(vp, *rablkno))
1089                         continue;
1090                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
1091
1092                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1093                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1094                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
1095                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
1096                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
1097                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1098                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
1099                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1100                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
1101                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
1102                         BUF_KERNPROC(rabp);
1103                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
1104                         bstrategy(rabp);
1105                 } else {
1106                         brelse(rabp);
1107                 }
1108         }
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
1113  *
1114  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
1115  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
1116  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
1117  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
1118  */
1119 int
1120 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
1121     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
1122 {
1123         struct buf *bp;
1124         int rv = 0, readwait = 0;
1125
1126         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
1127         /*
1128          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
1129          */
1130         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
1131         if (bp == NULL)
1132                 return (EBUSY);
1133
1134         /* if not found in cache, do some I/O */
1135         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1136                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1137                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
1138                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
1139                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
1140                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1141                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1142                         bp->b_rcred = crhold(cred);
1143                 vfs_busy_pages(bp, 0);
1144                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1145                 bstrategy(bp);
1146                 ++readwait;
1147         }
1148
1149         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
1150
1151         if (readwait) {
1152                 rv = bufwait(bp);
1153         }
1154         return (rv);
1155 }
1156
1157 /*
1158  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1159  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1160  * is invalid.
1161  *
1162  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1163  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1164  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1165  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1166  * here.
1167  */
1168 int
1169 bufwrite(struct buf *bp)
1170 {
1171         int oldflags;
1172         struct vnode *vp;
1173         long space;
1174         int vp_md;
1175
1176         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1177         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
1178                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
1179                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
1180                 brelse(bp);
1181                 return (ENXIO);
1182         }
1183         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1184                 brelse(bp);
1185                 return (0);
1186         }
1187
1188         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1189                 barrierwrites++;
1190
1191         oldflags = bp->b_flags;
1192
1193         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1194
1195         if (bp->b_pin_count > 0)
1196                 bunpin_wait(bp);
1197
1198         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1199             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1200
1201         vp = bp->b_vp;
1202         if (vp)
1203                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1204         else
1205                 vp_md = 0;
1206
1207         /*
1208          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1209          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1210          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1211          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1212          */
1213         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1214         bundirty(bp);
1215
1216         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1217         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1218         bp->b_flags |= B_CACHE;
1219         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1220
1221         vfs_busy_pages(bp, 1);
1222
1223         /*
1224          * Normal bwrites pipeline writes
1225          */
1226         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1227         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1228
1229         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
1230                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1231         if (oldflags & B_ASYNC)
1232                 BUF_KERNPROC(bp);
1233         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1234         bstrategy(bp);
1235
1236         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1237                 int rtval = bufwait(bp);
1238                 brelse(bp);
1239                 return (rtval);
1240         } else if (space > hirunningspace) {
1241                 /*
1242                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1243                  * system.  We will not deadlock here because
1244                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
1245                  * to complete. We do not block here if it is the update
1246                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
1247                  * to deadlock.
1248                  */
1249                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
1250                         waitrunningbufspace();
1251         }
1252
1253         return (0);
1254 }
1255
1256 void
1257 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
1258 {
1259         struct buf *nbp;
1260
1261         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
1262                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
1263                 altbufferflushes++;
1264         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
1265                 BO_LOCK(bo);
1266                 /*
1267                  * Try to find a buffer to flush.
1268                  */
1269                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
1270                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
1271                             BUF_LOCK(nbp,
1272                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
1273                                 continue;
1274                         if (bp == nbp)
1275                                 panic("bdwrite: found ourselves");
1276                         BO_UNLOCK(bo);
1277                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
1278                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
1279                                 BO_LOCK(bo);
1280                                 BUF_UNLOCK(nbp);
1281                                 continue;
1282                         }
1283                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
1284                                 vfs_bio_awrite(nbp);
1285                         } else {
1286                                 bremfree(nbp);
1287                                 bawrite(nbp);
1288                         }
1289                         dirtybufferflushes++;
1290                         break;
1291                 }
1292                 if (nbp == NULL)
1293                         BO_UNLOCK(bo);
1294         }
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1299  * anything if the buffer is marked invalid.
1300  *
1301  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1302  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1303  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1304  * out synchronously.
1305  */
1306 void
1307 bdwrite(struct buf *bp)
1308 {
1309         struct thread *td = curthread;
1310         struct vnode *vp;
1311         struct bufobj *bo;
1312
1313         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1314         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1315         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
1316             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
1317         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1318
1319         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1320                 brelse(bp);
1321                 return;
1322         }
1323
1324         /*
1325          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1326          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1327          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1328          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1329          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1330          */
1331         vp = bp->b_vp;
1332         bo = bp->b_bufobj;
1333         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1334                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1335                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1336                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1337         } else
1338                 recursiveflushes++;
1339
1340         bdirty(bp);
1341         /*
1342          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1343          * true even of NFS now.
1344          */
1345         bp->b_flags |= B_CACHE;
1346
1347         /*
1348          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1349          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1350          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1351          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1352          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1353          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1354          * the bmap then...  So, this is important to do.
1355          */
1356         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1357                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1358         }
1359
1360         /*
1361          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1362          * pages.
1363          *
1364          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1365          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1366          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1367          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1368          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1369          * or perhaps the cluster will be completed.
1370          */
1371         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1372         bqrelse(bp);
1373
1374         /*
1375          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1376          * due to the softdep code.
1377          */
1378 }
1379
1380 /*
1381  *      bdirty:
1382  *
1383  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1384  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1385  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1386  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1387  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1388  *
1389  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1390  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1391  *      should only be called if the buffer is known-good.
1392  *
1393  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1394  *      count.
1395  *
1396  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1397  */
1398 void
1399 bdirty(struct buf *bp)
1400 {
1401
1402         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1403             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1404         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1405         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1406             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1407         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1408         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1409         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1410
1411         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1412                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1413                 reassignbuf(bp);
1414                 bdirtyadd();
1415         }
1416 }
1417
1418 /*
1419  *      bundirty:
1420  *
1421  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1422  *
1423  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1424  *      count.
1425  *      
1426  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1427  */
1428
1429 void
1430 bundirty(struct buf *bp)
1431 {
1432
1433         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1434         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1435         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1436             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1437         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1438
1439         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1440                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1441                 reassignbuf(bp);
1442                 bdirtysub();
1443         }
1444         /*
1445          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1446          */
1447         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1448 }
1449
1450 /*
1451  *      bawrite:
1452  *
1453  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1454  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1455  *
1456  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1457  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1458  */
1459 void
1460 bawrite(struct buf *bp)
1461 {
1462
1463         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1464         (void) bwrite(bp);
1465 }
1466
1467 /*
1468  *      babarrierwrite:
1469  *
1470  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
1471  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
1472  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
1473  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1474  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1475  */
1476 void
1477 babarrierwrite(struct buf *bp)
1478 {
1479
1480         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
1481         (void) bwrite(bp);
1482 }
1483
1484 /*
1485  *      bbarrierwrite:
1486  *
1487  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
1488  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
1489  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
1490  *      the disk before any buffers written after this write are committed
1491  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
1492  */
1493 int
1494 bbarrierwrite(struct buf *bp)
1495 {
1496
1497         bp->b_flags |= B_BARRIER;
1498         return (bwrite(bp));
1499 }
1500
1501 /*
1502  *      bwillwrite:
1503  *
1504  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1505  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1506  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1507  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1508  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1509  */
1510 void
1511 bwillwrite(void)
1512 {
1513
1514         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1515                 mtx_lock(&bdirtylock);
1516                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1517                         bdirtywait = 1;
1518                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
1519                             "flswai", 0);
1520                 }
1521                 mtx_unlock(&bdirtylock);
1522         }
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Return true if we have too many dirty buffers.
1527  */
1528 int
1529 buf_dirty_count_severe(void)
1530 {
1531
1532         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1533 }
1534
1535 static __noinline int
1536 buf_vm_page_count_severe(void)
1537 {
1538
1539         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, buf_pressure, return 1);
1540
1541         return vm_page_count_severe();
1542 }
1543
1544 /*
1545  *      brelse:
1546  *
1547  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1548  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1549  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1550  */
1551 void
1552 brelse(struct buf *bp)
1553 {
1554         int qindex;
1555
1556         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1557             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1558         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1559             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1560
1561         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1562                 /*
1563                  * Do not process, in particular, do not handle the
1564                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
1565                  */
1566                 BUF_UNLOCK(bp);
1567                 return;
1568         }
1569
1570         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1571                 bqrelse(bp);
1572                 return;
1573         }
1574
1575         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
1576                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1577                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
1578                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1579                 bdirty(bp);
1580         }
1581         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1582             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1583                 /*
1584                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1585                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1586                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1587                  * is futile.
1588                  */
1589                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1590                 bdirty(bp);
1591         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1592             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1593                 /*
1594                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1595                  * cache the buffer.
1596                  */
1597                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1598                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1599                         buf_deallocate(bp);
1600                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1601                         bdirtysub();
1602                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1603                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1604                         if (bp->b_bufsize)
1605                                 allocbuf(bp, 0);
1606                         if (bp->b_vp)
1607                                 brelvp(bp);
1608                 }
1609         }
1610
1611         /*
1612          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1613          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1614          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1615          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1616          * 
1617          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1618          * if B_DELWRI is set.
1619          *
1620          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1621          * on pages to return pages to the VM page queues.
1622          */
1623         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1624                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1625         else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1626                 /*
1627                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
1628                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
1629                  */
1630                 if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1631                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1632         }
1633
1634         /*
1635          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1636          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1637          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1638          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1639          *
1640          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1641          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1642          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1643          *
1644          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1645          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1646          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1647          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1648          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1649          * background write.
1650          */
1651         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1652             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1653                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1654                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1655                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1656             ) {
1657
1658                 int i, j, resid;
1659                 vm_page_t m;
1660                 off_t foff;
1661                 vm_pindex_t poff;
1662                 vm_object_t obj;
1663
1664                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1665
1666                 /*
1667                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1668                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1669                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1670                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1671                  *
1672                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1673                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1674                  * m->dirty, etc...). 
1675                  *
1676                  * See man buf(9) for more information
1677                  */
1678                 resid = bp->b_bufsize;
1679                 foff = bp->b_offset;
1680                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1681                         int had_bogus = 0;
1682
1683                         m = bp->b_pages[i];
1684
1685                         /*
1686                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1687                          * now.
1688                          */
1689                         if (m == bogus_page) {
1690                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1691                                 had_bogus = 1;
1692
1693                                 VM_OBJECT_RLOCK(obj);
1694                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1695                                         vm_page_t mtmp;
1696                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1697                                         if (mtmp == bogus_page) {
1698                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1699                                                 if (!mtmp) {
1700                                                         panic("brelse: page missing\n");
1701                                                 }
1702                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1703                                         }
1704                                 }
1705                                 VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
1706
1707                                 if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_UNMAPPED)) == 0) {
1708                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1709                                         pmap_qenter(
1710                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1711                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1712                                 }
1713                                 m = bp->b_pages[i];
1714                         }
1715                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1716                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR &&
1717                              bp->b_iocmd == BIO_READ)) {
1718                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1719                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1720                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1721
1722                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1723                                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1724                                 while (vm_page_xbusied(m)) {
1725                                         vm_page_lock(m);
1726                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1727                                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh");
1728                                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1729                                 }
1730                                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
1731                                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1732                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1733                                 if (had_bogus)
1734                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1735                         }
1736                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1737                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1738                 }
1739                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1740                         vfs_vmio_release(bp);
1741
1742         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1743
1744                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1745                         vfs_vmio_release(bp);
1746                 }
1747
1748         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1749                 if (bp->b_bufsize != 0)
1750                         allocbuf(bp, 0);
1751                 if (bp->b_vp != NULL)
1752                         brelvp(bp);
1753         }
1754                         
1755         /*
1756          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1757          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1758          * doesn't find it.
1759          */
1760         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1761             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1762                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1763         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1764                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1765                         bundirty(bp);
1766                 if (bp->b_vp)
1767                         brelvp(bp);
1768         }
1769
1770         /* buffers with no memory */
1771         if (bp->b_bufsize == 0) {
1772                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1773                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1774                         panic("losing buffer 1");
1775                 if (bp->b_kvasize)
1776                         qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1777                 else
1778                         qindex = QUEUE_EMPTY;
1779                 bp->b_flags |= B_AGE;
1780         /* buffers with junk contents */
1781         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1782             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1783                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1784                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1785                         panic("losing buffer 2");
1786                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1787                 bp->b_flags |= B_AGE;
1788         /* remaining buffers */
1789         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1790                 qindex = QUEUE_DIRTY;
1791         else
1792                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1793
1794         binsfree(bp, qindex);
1795
1796         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1797         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1798                 panic("brelse: not dirty");
1799         /* unlock */
1800         BUF_UNLOCK(bp);
1801 }
1802
1803 /*
1804  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1805  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1806  *
1807  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1808  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1809  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1810  * again soon.
1811  *
1812  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1813  */
1814 void
1815 bqrelse(struct buf *bp)
1816 {
1817         int qindex;
1818
1819         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1820         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1821             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1822
1823         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1824                 /* do not release to free list */
1825                 BUF_UNLOCK(bp);
1826                 return;
1827         }
1828         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1829
1830         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1831                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1832                         bremfreef(bp);
1833                 goto out;
1834         }
1835
1836         /* buffers with stale but valid contents */
1837         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
1838             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
1839                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1840                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
1841                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1842                 qindex = QUEUE_DIRTY;
1843         } else {
1844                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
1845                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1846                         panic("bqrelse: not dirty");
1847                 /*
1848                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
1849                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
1850                  */
1851                 if (buf_vm_page_count_severe() &&
1852                     (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) == 0) {
1853                         /*
1854                          * We are too low on memory, we have to try to free
1855                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1856                          * making up its backing store) *now*.
1857                          */
1858                         brelse(bp);
1859                         return;
1860                 }
1861                 qindex = QUEUE_CLEAN;
1862         }
1863         binsfree(bp, qindex);
1864
1865 out:
1866         /* unlock */
1867         BUF_UNLOCK(bp);
1868 }
1869
1870 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1871 static void
1872 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1873 {
1874         vm_object_t obj;
1875         vm_page_t m;
1876         int i;
1877
1878         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
1879                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1880                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
1881         } else
1882                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1883         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1884         if (obj != NULL)
1885                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1886         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1887                 m = bp->b_pages[i];
1888                 bp->b_pages[i] = NULL;
1889                 /*
1890                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1891                  * everything on the inactive queue.
1892                  */
1893                 vm_page_lock(m);
1894                 vm_page_unwire(m, 0);
1895
1896                 /*
1897                  * Might as well free the page if we can and it has
1898                  * no valid data.  We also free the page if the
1899                  * buffer was used for direct I/O
1900                  */
1901                 if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid) {
1902                         if (m->wire_count == 0 && !vm_page_busied(m))
1903                                 vm_page_free(m);
1904                 } else if (bp->b_flags & B_DIRECT)
1905                         vm_page_try_to_free(m);
1906                 else if (buf_vm_page_count_severe())
1907                         vm_page_try_to_cache(m);
1908                 vm_page_unlock(m);
1909         }
1910         if (obj != NULL)
1911                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1912         
1913         if (bp->b_bufsize) {
1914                 bufspacewakeup();
1915                 bp->b_bufsize = 0;
1916         }
1917         bp->b_npages = 0;
1918         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1919         if (bp->b_vp)
1920                 brelvp(bp);
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1925  * write.
1926  */
1927 static int
1928 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1929 {
1930         struct buf *bpa;
1931         int match;
1932
1933         match = 0;
1934
1935         /* If the buf isn't in core skip it */
1936         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1937                 return (0);
1938
1939         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1940         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1941                 return (0);
1942
1943         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1944         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1945             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1946                 goto done;
1947
1948         if (bpa->b_bufsize != size)
1949                 goto done;
1950
1951         /*
1952          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1953          * block has been mapped.
1954          */
1955         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1956                 match = 1;
1957 done:
1958         BUF_UNLOCK(bpa);
1959         return (match);
1960 }
1961
1962 /*
1963  *      vfs_bio_awrite:
1964  *
1965  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1966  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1967  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1968  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1969  */
1970 int
1971 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1972 {
1973         struct bufobj *bo;
1974         int i;
1975         int j;
1976         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1977         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1978         int ncl;
1979         int nwritten;
1980         int size;
1981         int maxcl;
1982         int gbflags;
1983
1984         bo = &vp->v_bufobj;
1985         gbflags = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
1986         /*
1987          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1988          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1989          * rather then at the beginning.
1990          */
1991         if ((vp->v_type == VREG) && 
1992             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1993             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1994
1995                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1996                 maxcl = MAXPHYS / size;
1997
1998                 BO_RLOCK(bo);
1999                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
2000                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
2001                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2002                                 break;
2003
2004                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
2005                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
2006                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2007                                 break;
2008                 BO_RUNLOCK(bo);
2009                 --j;
2010                 ncl = i + j;
2011                 /*
2012                  * this is a possible cluster write
2013                  */
2014                 if (ncl != 1) {
2015                         BUF_UNLOCK(bp);
2016                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
2017                             gbflags);
2018                         return (nwritten);
2019                 }
2020         }
2021         bremfree(bp);
2022         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2023         /*
2024          * default (old) behavior, writing out only one block
2025          *
2026          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
2027          */
2028         nwritten = bp->b_bufsize;
2029         (void) bwrite(bp);
2030
2031         return (nwritten);
2032 }
2033
2034 static void
2035 setbufkva(struct buf *bp, vm_offset_t addr, int maxsize, int gbflags)
2036 {
2037
2038         KASSERT((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
2039             bp->b_kvasize == 0, ("call bfreekva(%p)", bp));
2040         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
2041                 bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2042         } else if ((gbflags & GB_KVAALLOC) != 0) {
2043                 KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0,
2044                     ("GB_KVAALLOC without GB_UNMAPPED"));
2045                 bp->b_kvaalloc = (caddr_t)addr;
2046                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2047                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2048         }
2049         bp->b_kvasize = maxsize;
2050 }
2051
2052 /*
2053  * Allocate the buffer KVA and set b_kvasize. Also set b_kvabase if
2054  * needed.
2055  */
2056 static int
2057 allocbufkva(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2058 {
2059         vm_offset_t addr;
2060
2061         bfreekva(bp);
2062         addr = 0;
2063
2064         if (vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr)) {
2065                 /*
2066                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2067                  * to defragment the map.
2068                  */
2069                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
2070                 return (1);
2071         }
2072         setbufkva(bp, addr, maxsize, gbflags);
2073         atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2074         return (0);
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Ask the bufdaemon for help, or act as bufdaemon itself, when a
2079  * locked vnode is supplied.
2080  */
2081 static void
2082 getnewbuf_bufd_help(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo,
2083     int defrag)
2084 {
2085         struct thread *td;
2086         char *waitmsg;
2087         int error, fl, flags, norunbuf;
2088
2089         mtx_assert(&bqclean, MA_OWNED);
2090
2091         if (defrag) {
2092                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2093                 waitmsg = "nbufkv";
2094         } else if (bufspace >= hibufspace) {
2095                 waitmsg = "nbufbs";
2096                 flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2097         } else {
2098                 waitmsg = "newbuf";
2099                 flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2100         }
2101         atomic_set_int(&needsbuffer, flags);
2102         mtx_unlock(&bqclean);
2103
2104         bd_speedup();   /* heeeelp */
2105         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
2106                 return;
2107
2108         td = curthread;
2109         rw_wlock(&nblock);
2110         while ((needsbuffer & flags) != 0) {
2111                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
2112                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2113                         rw_wunlock(&nblock);
2114                         /*
2115                          * getblk() is called with a vnode locked, and
2116                          * some majority of the dirty buffers may as
2117                          * well belong to the vnode.  Flushing the
2118                          * buffers there would make a progress that
2119                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
2120                          * cannot lock the vnode.
2121                          */
2122                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2123                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2124
2125                         /*
2126                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
2127                          * may be called while the thread owns lock
2128                          * for another dirty buffer for the same
2129                          * vnode, which makes it impossible to use
2130                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
2131                          * recursion.
2132                          */
2133                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2134                         fl = buf_flush(vp, flushbufqtarget);
2135                         td->td_pflags &= norunbuf;
2136                         rw_wlock(&nblock);
2137                         if (fl != 0)
2138                                 continue;
2139                         if ((needsbuffer & flags) == 0)
2140                                 break;
2141                 }
2142                 error = rw_sleep(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer), &nblock,
2143                     (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo);
2144                 if (error != 0)
2145                         break;
2146         }
2147         rw_wunlock(&nblock);
2148 }
2149
2150 static void
2151 getnewbuf_reuse_bp(struct buf *bp, int qindex)
2152 {
2153
2154         CTR6(KTR_BUF, "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
2155             "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
2156              bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
2157         mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2158
2159         /*
2160          * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2161          * buffers.
2162          */
2163         KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2164             ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2165
2166         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
2167                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2168                         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
2169                         vfs_vmio_release(bp);
2170                 }
2171                 if (bp->b_vp != NULL)
2172                         brelvp(bp);
2173         }
2174
2175         /*
2176          * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still valid
2177          * after this operation.
2178          */
2179
2180         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
2181                 crfree(bp->b_rcred);
2182                 bp->b_rcred = NOCRED;
2183         }
2184         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
2185                 crfree(bp->b_wcred);
2186                 bp->b_wcred = NOCRED;
2187         }
2188         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2189                 buf_deallocate(bp);
2190         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2191                 panic("losing buffer 3");
2192         KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
2193             bp, bp->b_vp, qindex));
2194         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
2195             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
2196
2197         if (bp->b_bufsize)
2198                 allocbuf(bp, 0);
2199
2200         bp->b_flags &= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2201         bp->b_ioflags = 0;
2202         bp->b_xflags = 0;
2203         KASSERT((bp->b_flags & B_INFREECNT) == 0,
2204             ("buf %p still counted as free?", bp));
2205         bp->b_vflags = 0;
2206         bp->b_vp = NULL;
2207         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
2208         bp->b_offset = NOOFFSET;
2209         bp->b_iodone = 0;
2210         bp->b_error = 0;
2211         bp->b_resid = 0;
2212         bp->b_bcount = 0;
2213         bp->b_npages = 0;
2214         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2215         bp->b_bufobj = NULL;
2216         bp->b_pin_count = 0;
2217         bp->b_fsprivate1 = NULL;
2218         bp->b_fsprivate2 = NULL;
2219         bp->b_fsprivate3 = NULL;
2220
2221         LIST_INIT(&bp->b_dep);
2222 }
2223
2224 static int flushingbufs;
2225
2226 static struct buf *
2227 getnewbuf_scan(int maxsize, int defrag, int unmapped, int metadata)
2228 {
2229         struct buf *bp, *nbp;
2230         int nqindex, qindex, pass;
2231
2232         KASSERT(!unmapped || !defrag, ("both unmapped and defrag"));
2233
2234         pass = 1;
2235 restart:
2236         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
2237
2238         /*
2239          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
2240          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
2241          * that if we are specially marked process, we are allowed to
2242          * dip into our reserves.
2243          *
2244          * The scanning sequence is nominally: EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
2245          * for the allocation of the mapped buffer.  For unmapped, the
2246          * easiest is to start with EMPTY outright.
2247          *
2248          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
2249          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
2250          * where we cannot backup.
2251          */
2252         nbp = NULL;
2253         mtx_lock(&bqclean);
2254         if (!defrag && unmapped) {
2255                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2256                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2257         }
2258         if (nbp == NULL) {
2259                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2260                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2261         }
2262
2263         /*
2264          * If no EMPTYKVA buffers and we are either defragging or
2265          * reusing, locate a CLEAN buffer to free or reuse.  If
2266          * bufspace useage is low skip this step so we can allocate a
2267          * new buffer.
2268          */
2269         if (nbp == NULL && (defrag || bufspace >= lobufspace)) {
2270                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2271                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2272         }
2273
2274         /*
2275          * If we could not find or were not allowed to reuse a CLEAN
2276          * buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY buffer.
2277          * We can only use an EMPTY buffer if allocating its KVA would
2278          * not otherwise run us out of buffer space.  No KVA is needed
2279          * for the unmapped allocation.
2280          */
2281         if (nbp == NULL && defrag == 0 && (bufspace + maxsize < hibufspace ||
2282             metadata)) {
2283                 nqindex = QUEUE_EMPTY;
2284                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2285         }
2286
2287         /*
2288          * All available buffers might be clean, retry ignoring the
2289          * lobufspace as the last resort.
2290          */
2291         if (nbp == NULL && !TAILQ_EMPTY(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])) {
2292                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2293                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2294         }
2295
2296         /*
2297          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
2298          * depending.
2299          */
2300         while ((bp = nbp) != NULL) {
2301                 qindex = nqindex;
2302
2303                 /*
2304                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
2305                  * block or do other fancy things).
2306                  */
2307                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
2308                         switch (qindex) {
2309                         case QUEUE_EMPTY:
2310                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
2311                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
2312                                 if (nbp != NULL)
2313                                         break;
2314                                 /* FALLTHROUGH */
2315                         case QUEUE_EMPTYKVA:
2316                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
2317                                 nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
2318                                 if (nbp != NULL)
2319                                         break;
2320                                 /* FALLTHROUGH */
2321                         case QUEUE_CLEAN:
2322                                 if (metadata && pass == 1) {
2323                                         pass = 2;
2324                                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
2325                                         nbp = TAILQ_FIRST(
2326                                             &bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
2327                                 }
2328                                 /*
2329                                  * nbp is NULL. 
2330                                  */
2331                                 break;
2332                         }
2333                 }
2334                 /*
2335                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2336                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
2337                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
2338                  * should also be non-zero at this point.  XXX
2339                  */
2340                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
2341                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
2342                         continue;
2343                 }
2344
2345                 /*
2346                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2347                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
2348                  */
2349                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2350                         continue;
2351                 /*
2352                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2353                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2354                  */
2355                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
2356                         BUF_UNLOCK(bp);
2357                         continue;
2358                 }
2359
2360                 /*
2361                  * Requeue the background write buffer with error.
2362                  */
2363                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
2364                         bremfreel(bp);
2365                         mtx_unlock(&bqclean);
2366                         bqrelse(bp);
2367                         continue;
2368                 }
2369
2370                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
2371                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2372
2373                 bremfreel(bp);
2374                 mtx_unlock(&bqclean);
2375                 /*
2376                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2377                  * the scan from this point on.
2378                  */
2379
2380                 getnewbuf_reuse_bp(bp, qindex);
2381                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2382
2383                 /*
2384                  * If we are defragging then free the buffer.
2385                  */
2386                 if (defrag) {
2387                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2388                         bfreekva(bp);
2389                         brelse(bp);
2390                         defrag = 0;
2391                         goto restart;
2392                 }
2393
2394                 /*
2395                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2396                  * identity change by freeing the buffer.
2397                  */
2398                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2399                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2400                         bfreekva(bp);
2401                         brelse(bp);
2402                         goto restart;
2403                 }
2404
2405                 if (metadata)
2406                         break;
2407
2408                 /*
2409                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2410                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2411                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2412                  */
2413                 if (bufspace >= hibufspace)
2414                         flushingbufs = 1;
2415                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2416                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2417                         bfreekva(bp);
2418                         brelse(bp);
2419                         goto restart;
2420                 }
2421                 if (bufspace < lobufspace)
2422                         flushingbufs = 0;
2423                 break;
2424         }
2425         return (bp);
2426 }
2427
2428 /*
2429  *      getnewbuf:
2430  *
2431  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2432  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2433  *
2434  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
2435  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
2436  *
2437  *      We block if:
2438  *              We have insufficient buffer headers
2439  *              We have insufficient buffer space
2440  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
2441  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2442  */
2443 static struct buf *
2444 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
2445     int gbflags)
2446 {
2447         struct buf *bp;
2448         int defrag, metadata;
2449
2450         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2451             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2452         if (!unmapped_buf_allowed)
2453                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2454
2455         defrag = 0;
2456         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2457             vp->v_type == VCHR)
2458                 metadata = 1;
2459         else
2460                 metadata = 0;
2461         /*
2462          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
2463          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
2464          * low-memory situations by proactively returning memory and running
2465          * async I/O rather then sync I/O.
2466          */
2467         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2468         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
2469 restart:
2470         bp = getnewbuf_scan(maxsize, defrag, (gbflags & (GB_UNMAPPED |
2471             GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED, metadata);
2472         if (bp != NULL)
2473                 defrag = 0;
2474
2475         /*
2476          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2477          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2478          *
2479          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2480          */
2481         if (bp == NULL) {
2482                 mtx_assert(&bqclean, MA_OWNED);
2483                 getnewbuf_bufd_help(vp, gbflags, slpflag, slptimeo, defrag);
2484                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2485         } else if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == GB_UNMAPPED) {
2486                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2487
2488                 bfreekva(bp);
2489                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
2490                 bp->b_kvabase = bp->b_data = unmapped_buf;
2491                 bp->b_kvasize = maxsize;
2492                 atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2493                 atomic_add_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
2494                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2495         } else {
2496                 mtx_assert(&bqclean, MA_NOTOWNED);
2497
2498                 /*
2499                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2500                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2501                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2502                  * BKVASIZE chunks.
2503                  */
2504                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2505
2506                 if (maxsize != bp->b_kvasize || (bp->b_flags & (B_UNMAPPED |
2507                     B_KVAALLOC)) == B_UNMAPPED) {
2508                         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
2509                                 defrag = 1;
2510                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2511                                 brelse(bp);
2512                                 goto restart;
2513                         }
2514                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2515                 } else if ((bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0 &&
2516                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == 0) {
2517                         /*
2518                          * If the reused buffer has KVA allocated,
2519                          * reassign b_kvaalloc to b_kvabase.
2520                          */
2521                         bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
2522                         bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
2523                         atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace,
2524                             bp->b_kvasize);
2525                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2526                 } else if ((bp->b_flags & (B_UNMAPPED | B_KVAALLOC)) == 0 &&
2527                     (gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) == (GB_UNMAPPED |
2528                     GB_KVAALLOC)) {
2529                         /*
2530                          * The case of reused buffer already have KVA
2531                          * mapped, but the request is for unmapped
2532                          * buffer with KVA allocated.
2533                          */
2534                         bp->b_kvaalloc = bp->b_kvabase;
2535                         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2536                         bp->b_flags |= B_UNMAPPED | B_KVAALLOC;
2537                         atomic_add_long(&unmapped_bufspace,
2538                             bp->b_kvasize);
2539                         atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2540                 }
2541                 if ((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0) {
2542                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2543                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2544                         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
2545                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2546                 }
2547         }
2548         return (bp);
2549 }
2550
2551 /*
2552  *      buf_daemon:
2553  *
2554  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2555  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2556  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2557  */
2558
2559 static struct kproc_desc buf_kp = {
2560         "bufdaemon",
2561         buf_daemon,
2562         &bufdaemonproc
2563 };
2564 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2565
2566 static int
2567 buf_flush(struct vnode *vp, int target)
2568 {
2569         int flushed;
2570
2571         flushed = flushbufqueues(vp, target, 0);
2572         if (flushed == 0) {
2573                 /*
2574                  * Could not find any buffers without rollback
2575                  * dependencies, so just write the first one
2576                  * in the hopes of eventually making progress.
2577                  */
2578                 if (vp != NULL && target > 2)
2579                         target /= 2;
2580                 flushbufqueues(vp, target, 1);
2581         }
2582         return (flushed);
2583 }
2584
2585 static void
2586 buf_daemon()
2587 {
2588         int lodirty;
2589
2590         /*
2591          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2592          */
2593         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2594             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2595
2596         /*
2597          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2598          */
2599         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2600         mtx_lock(&bdlock);
2601         for (;;) {
2602                 bd_request = 0;
2603                 mtx_unlock(&bdlock);
2604
2605                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2606                 lodirty = lodirtybuffers;
2607                 if (bd_speedupreq) {
2608                         lodirty = numdirtybuffers / 2;
2609                         bd_speedupreq = 0;
2610                 }
2611                 /*
2612                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2613                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2614                  * the I/O system.
2615                  */
2616                 while (numdirtybuffers > lodirty) {
2617                         if (buf_flush(NULL, numdirtybuffers - lodirty) == 0)
2618                                 break;
2619                         kern_yield(PRI_USER);
2620                 }
2621
2622                 /*
2623                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2624                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2625                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2626                  * built up, within reason.
2627                  *
2628                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2629                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
2630                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
2631                  */
2632                 mtx_lock(&bdlock);
2633                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2634                         /*
2635                          * We reached our low water mark, reset the
2636                          * request and sleep until we are needed again.
2637                          * The sleep is just so the suspend code works.
2638                          */
2639                         bd_request = 0;
2640                         /*
2641                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
2642                          * changed via sysctl and the explicit transition
2643                          * out of shortfall was missed.
2644                          */
2645                         bdirtywakeup();
2646                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
2647                                 runningwakeup();
2648                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2649                 } else {
2650                         /*
2651                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2652                          * still have too many dirty buffers, we
2653                          * have to sleep and try again.  (rare)
2654                          */
2655                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2656                 }
2657         }
2658 }
2659
2660 /*
2661  *      flushbufqueues:
2662  *
2663  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2664  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2665  *      particularly sensitive to.
2666  */
2667 static int flushwithdeps = 0;
2668 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2669     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2670
2671 static int
2672 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int target, int flushdeps)
2673 {
2674         struct buf *sentinel;
2675         struct vnode *vp;
2676         struct mount *mp;
2677         struct buf *bp;
2678         int hasdeps;
2679         int flushed;
2680         int queue;
2681         int error;
2682         bool unlock;
2683
2684         flushed = 0;
2685         queue = QUEUE_DIRTY;
2686         bp = NULL;
2687         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2688         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2689         mtx_lock(&bqdirty);
2690         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2691         mtx_unlock(&bqdirty);
2692         while (flushed != target) {
2693                 maybe_yield();
2694                 mtx_lock(&bqdirty);
2695                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2696                 if (bp != NULL) {
2697                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2698                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2699                             b_freelist);
2700                 } else {
2701                         mtx_unlock(&bqdirty);
2702                         break;
2703                 }
2704                 /*
2705                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2706                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2707                  *
2708                  * Only flush the buffers that belong to the
2709                  * vnode locked by the curthread.
2710                  */
2711                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
2712                     bp->b_vp != lvp)) {
2713                         mtx_unlock(&bqdirty);
2714                         continue;
2715                 }
2716                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
2717                 mtx_unlock(&bqdirty);
2718                 if (error != 0)
2719                         continue;
2720                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2721                         BUF_UNLOCK(bp);
2722                         continue;
2723                 }
2724                 /*
2725                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
2726                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
2727                  */
2728                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2729                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2730                         BUF_UNLOCK(bp);
2731                         continue;
2732                 }
2733                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2734                         bremfreef(bp);
2735                         brelse(bp);
2736                         flushed++;
2737                         continue;
2738                 }
2739
2740                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2741                         if (flushdeps == 0) {
2742                                 BUF_UNLOCK(bp);
2743                                 continue;
2744                         }
2745                         hasdeps = 1;
2746                 } else
2747                         hasdeps = 0;
2748                 /*
2749                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2750                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2751                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2752                  * system.
2753                  *
2754                  * The lock order here is the reverse of the normal
2755                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2756                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2757                  */
2758                 vp = bp->b_vp;
2759                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2760                         BUF_UNLOCK(bp);
2761                         continue;
2762                 }
2763                 if (lvp == NULL) {
2764                         unlock = true;
2765                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
2766                 } else {
2767                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
2768                         unlock = false;
2769                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
2770                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
2771                 }
2772                 if (error == 0) {
2773                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2774                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2775                         if (curproc == bufdaemonproc) {
2776                                 vfs_bio_awrite(bp);
2777                         } else {
2778                                 bremfree(bp);
2779                                 bwrite(bp);
2780                                 notbufdflushes++;
2781                         }
2782                         vn_finished_write(mp);
2783                         if (unlock)
2784                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
2785                         flushwithdeps += hasdeps;
2786                         flushed++;
2787
2788                         /*
2789                          * Sleeping on runningbufspace while holding
2790                          * vnode lock leads to deadlock.
2791                          */
2792                         if (curproc == bufdaemonproc &&
2793                             runningbufspace > hirunningspace)
2794                                 waitrunningbufspace();
2795                         continue;
2796                 }
2797                 vn_finished_write(mp);
2798                 BUF_UNLOCK(bp);
2799         }
2800         mtx_lock(&bqdirty);
2801         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2802         mtx_unlock(&bqdirty);
2803         free(sentinel, M_TEMP);
2804         return (flushed);
2805 }
2806
2807 /*
2808  * Check to see if a block is currently memory resident.
2809  */
2810 struct buf *
2811 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2812 {
2813         struct buf *bp;
2814
2815         BO_RLOCK(bo);
2816         bp = gbincore(bo, blkno);
2817         BO_RUNLOCK(bo);
2818         return (bp);
2819 }
2820
2821 /*
2822  * Returns true if no I/O is needed to access the
2823  * associated VM object.  This is like incore except
2824  * it also hunts around in the VM system for the data.
2825  */
2826
2827 static int
2828 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2829 {
2830         vm_object_t obj;
2831         vm_offset_t toff, tinc, size;
2832         vm_page_t m;
2833         vm_ooffset_t off;
2834
2835         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2836
2837         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2838                 return 1;
2839         if (vp->v_mount == NULL)
2840                 return 0;
2841         obj = vp->v_object;
2842         if (obj == NULL)
2843                 return (0);
2844
2845         size = PAGE_SIZE;
2846         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2847                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2848         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2849
2850         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
2851         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2852                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2853                 if (!m)
2854                         goto notinmem;
2855                 tinc = size;
2856                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2857                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2858                 if (vm_page_is_valid(m,
2859                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2860                         goto notinmem;
2861         }
2862         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
2863         return 1;
2864
2865 notinmem:
2866         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
2867         return (0);
2868 }
2869
2870 /*
2871  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2872  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
2873  * to the size of the buffer.
2874  *
2875  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2876  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2877  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2878  *
2879  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2880  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2881  */
2882 static void
2883 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
2884 {
2885         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
2886         vm_page_t m;
2887         int i;
2888
2889         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2890                 return;
2891
2892         foff = bp->b_offset;
2893         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2894             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
2895
2896         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2897         vfs_drain_busy_pages(bp);
2898         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2899         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2900                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2901                 eoff = noff;
2902                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2903                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2904                 m = bp->b_pages[i];
2905                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
2906                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2907                 foff = noff;
2908         }
2909         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2910 }
2911
2912 static void
2913 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2914 {
2915         vm_object_t object;
2916         int i;
2917
2918         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2919         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2920
2921         /*
2922          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2923          * object has been flushed yet.
2924          */
2925         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
2926                 vm_offset_t boffset;
2927                 vm_offset_t eoffset;
2928
2929                 /*
2930                  * test the pages to see if they have been modified directly
2931                  * by users through the VM system.
2932                  */
2933                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2934                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2935
2936                 /*
2937                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2938                  * (eoffset - boffset) bytes.
2939                  */
2940
2941                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2942                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2943                                 break;
2944                 }
2945                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2946
2947                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2948                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2949                                 break;
2950                         }
2951                 }
2952                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2953
2954                 /*
2955                  * Fit it to the buffer.
2956                  */
2957
2958                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2959                         eoffset = bp->b_bcount;
2960
2961                 /*
2962                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2963                  * dirty range.
2964                  */
2965
2966                 if (boffset < eoffset) {
2967                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2968                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2969                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2970                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2971                 }
2972         }
2973 }
2974
2975 /*
2976  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer. It handles the
2977  * cases of both B_UNMAPPED buffer, and buffer with the preallocated
2978  * KVA which is not mapped (B_KVAALLOC).
2979  */
2980 static void
2981 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
2982 {
2983         struct buf *scratch_bp;
2984         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
2985         off_t offset;
2986
2987         need_mapping = (bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0 &&
2988             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
2989         need_kva = (bp->b_flags & (B_KVAALLOC | B_UNMAPPED)) == B_UNMAPPED &&
2990             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
2991         if (!need_mapping && !need_kva)
2992                 return;
2993
2994         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2995
2996         if (need_mapping && (bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0) {
2997                 /*
2998                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
2999                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3000                  * allocated space.
3001                  */
3002                 bp->b_flags &= ~B_KVAALLOC;
3003                 KASSERT(bp->b_kvaalloc != 0, ("kvaalloc == 0"));
3004                 bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
3005                 atomic_subtract_long(&unmapped_bufspace, bp->b_kvasize);
3006                 goto has_addr;
3007         }
3008
3009         /*
3010          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3011          * if the buffer was mapped.
3012          */
3013         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3014         offset = blkno * bsize;
3015         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3016         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3017
3018 mapping_loop:
3019         if (allocbufkva(bp, maxsize, gbflags)) {
3020                 /*
3021                  * Request defragmentation. getnewbuf() returns us the
3022                  * allocated space by the scratch buffer KVA.
3023                  */
3024                 scratch_bp = getnewbuf(bp->b_vp, 0, 0, size, maxsize, gbflags |
3025                     (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC));
3026                 if (scratch_bp == NULL) {
3027                         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3028                                 /*
3029                                  * XXXKIB: defragmentation cannot
3030                                  * succeed, not sure what else to do.
3031                                  */
3032                                 panic("GB_NOWAIT_BD and B_UNMAPPED %p", bp);
3033                         }
3034                         atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
3035                         goto mapping_loop;
3036                 }
3037                 KASSERT((scratch_bp->b_flags & B_KVAALLOC) != 0,
3038                     ("scratch bp !B_KVAALLOC %p", scratch_bp));
3039                 setbufkva(bp, (vm_offset_t)scratch_bp->b_kvaalloc,
3040                     scratch_bp->b_kvasize, gbflags);
3041
3042                 /* Get rid of the scratch buffer. */
3043                 scratch_bp->b_kvasize = 0;
3044                 scratch_bp->b_flags |= B_INVAL;
3045                 scratch_bp->b_flags &= ~(B_UNMAPPED | B_KVAALLOC);
3046                 brelse(scratch_bp);
3047         }
3048         if (!need_mapping)
3049                 return;
3050
3051 has_addr:
3052         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
3053         bp->b_data = bp->b_saveaddr; /* b_offset is handled by bpmap_qenter */
3054         bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
3055         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3056         bpmap_qenter(bp);
3057 }
3058
3059 /*
3060  *      getblk:
3061  *
3062  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3063  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3064  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3065  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3066  *      READ.
3067  *
3068  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3069  *      an existing buffer.
3070  *
3071  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3072  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3073  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3074  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3075  *
3076  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3077  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3078  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3079  *      backing VM.
3080  *
3081  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3082  *      B_CACHE bit is clear.
3083  *      
3084  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3085  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3086  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3087  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3088  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3089  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3090  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3091  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
3092  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3093  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3094  */
3095 struct buf *
3096 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3097     int flags)
3098 {
3099         struct buf *bp;
3100         struct bufobj *bo;
3101         int bsize, error, maxsize, vmio;
3102         off_t offset;
3103
3104         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3105         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3106             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3107         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3108         if (size > MAXBCACHEBUF)
3109                 panic("getblk: size(%d) > MAXBCACHEBUF(%d)\n", size,
3110                     MAXBCACHEBUF);
3111         if (!unmapped_buf_allowed)
3112                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3113
3114         bo = &vp->v_bufobj;
3115 loop:
3116         BO_RLOCK(bo);
3117         bp = gbincore(bo, blkno);
3118         if (bp != NULL) {
3119                 int lockflags;
3120                 /*
3121                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3122                  * it must be on a queue.
3123                  */
3124                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3125
3126                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3127                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3128
3129                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3130                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3131
3132                 /*
3133                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3134                  * the buffer changed identities.
3135                  */
3136                 if (error == ENOLCK)
3137                         goto loop;
3138                 /* We timed out or were interrupted. */
3139                 else if (error)
3140                         return (NULL);
3141                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3142                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3143                         goto end;
3144
3145                 /*
3146                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3147                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3148                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3149                  * backing VM cache.
3150                  */
3151                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3152                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3153                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3154                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3155                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3156                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3157                 else
3158                         bremfree(bp);
3159
3160                 /*
3161                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3162                  */
3163                 if (bp->b_bcount != size) {
3164                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3165                             (size > bp->b_kvasize)) {
3166                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3167                                         /*
3168                                          * If buffer is pinned and caller does
3169                                          * not want sleep  waiting for it to be
3170                                          * unpinned, bail out
3171                                          * */
3172                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
3173                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
3174                                                         bqrelse(bp);
3175                                                         return (NULL);
3176                                                 } else {
3177                                                         bunpin_wait(bp);
3178                                                 }
3179                                         }
3180                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3181                                         bwrite(bp);
3182                                 } else {
3183                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3184                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3185                                                 brelse(bp);
3186                                         } else {
3187                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3188                                                 bwrite(bp);
3189                                         }
3190                                 }
3191                                 goto loop;
3192                         }
3193                 }
3194
3195                 /*
3196                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3197                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3198                  * reservation is requested.
3199                  */
3200                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3201
3202                 /*
3203                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
3204                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3205                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3206                  * unchanged from its previous state.
3207                  */
3208                 if (bp->b_bcount != size)
3209                         allocbuf(bp, size);
3210
3211                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3212                     ("getblk: no buffer offset"));
3213
3214                 /*
3215                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3216                  * be committed before we can return the buffer in
3217                  * order to prevent the caller from issuing a read
3218                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3219                  * it.
3220                  *
3221                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3222                  * operate properly either because they assume they
3223                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3224                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3225                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3226                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3227                  * preventing further loops.
3228                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3229                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3230                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3231                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3232                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3233                  * after the write.
3234                  *
3235                  * We might be able to do something fancy, like setting
3236                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3237                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3238                  * confusing.  This is much easier.
3239                  */
3240
3241                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3242                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3243                         bwrite(bp);
3244                         goto loop;
3245                 }
3246                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3247         } else {
3248                 /*
3249                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3250                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3251                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3252                  */
3253                 BO_RUNLOCK(bo);
3254                 /*
3255                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3256                  * here.
3257                  */
3258                 if (flags & GB_NOCREAT)
3259                         return NULL;
3260                 if (numfreebuffers == 0 && TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3261                         return NULL;
3262
3263                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3264                 offset = blkno * bsize;
3265                 vmio = vp->v_object != NULL;
3266                 if (vmio) {
3267                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3268                 } else {
3269                         maxsize = size;
3270                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3271                         flags &= ~GB_UNMAPPED;
3272                 }
3273                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3274
3275                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
3276                 if (bp == NULL) {
3277                         if (slpflag || slptimeo)
3278                                 return NULL;
3279                         goto loop;
3280                 }
3281
3282                 /*
3283                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3284                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3285                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3286                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3287                  * throw away the one we just created.
3288                  *
3289                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3290                  * with the vp especially considering limitations in
3291                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3292                  * lblkno's.
3293                  */
3294                 BO_LOCK(bo);
3295                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3296                         BO_UNLOCK(bo);
3297                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3298                         brelse(bp);
3299                         goto loop;
3300                 }
3301
3302                 /*
3303                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3304                  * be found by incore.
3305                  */
3306                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3307                 bp->b_offset = offset;
3308                 bgetvp(vp, bp);
3309                 BO_UNLOCK(bo);
3310
3311                 /*
3312                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3313                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3314                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3315                  * backing store for validity.
3316                  */
3317
3318                 if (vmio) {
3319                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3320                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3321                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3322                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3323                 } else {
3324                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3325                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3326                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3327                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3328                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3329                 }
3330
3331                 allocbuf(bp, size);
3332                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3333         }
3334         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3335         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3336 end:
3337         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3338             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3339         return (bp);
3340 }
3341
3342 /*
3343  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3344  * set to B_INVAL.
3345  */
3346 struct buf *
3347 geteblk(int size, int flags)
3348 {
3349         struct buf *bp;
3350         int maxsize;
3351
3352         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3353         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
3354                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3355                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3356                         return (NULL);
3357         }
3358         allocbuf(bp, size);
3359         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3360         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3361         return (bp);
3362 }
3363
3364
3365 /*
3366  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3367  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3368  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3369  * resize a buffer up or down.
3370  *
3371  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3372  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3373  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3374  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3375  *
3376  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3377  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3378  */
3379
3380 int
3381 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3382 {
3383         int newbsize, mbsize;
3384         int i;
3385
3386         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3387
3388         if (bp->b_kvasize < size)
3389                 panic("allocbuf: buffer too small");
3390
3391         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3392                 caddr_t origbuf;
3393                 int origbufsize;
3394                 /*
3395                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3396                  * mess with B_CACHE.
3397                  */
3398                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3399                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3400                         newbsize = mbsize;
3401                 else
3402                         newbsize = round_page(size);
3403
3404                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3405                         /*
3406                          * malloced buffers are not shrunk
3407                          */
3408                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3409                                 if (newbsize) {
3410                                         bp->b_bcount = size;
3411                                 } else {
3412                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3413                                         if (bp->b_bufsize) {
3414                                                 atomic_subtract_long(
3415                                                     &bufmallocspace,
3416                                                     bp->b_bufsize);
3417                                                 bufspacewakeup();
3418                                                 bp->b_bufsize = 0;
3419                                         }
3420                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
3421                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3422                                         bp->b_bcount = 0;
3423                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3424                                 }
3425                                 return 1;
3426                         }               
3427                         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3428                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3429                         /*
3430                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3431                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3432                          * grows.
3433                          */
3434                         /*
3435                          * There is a potential smp race here that could lead
3436                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3437                          * is probably extremely rare and not worth worrying
3438                          * over.
3439                          */
3440                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3441                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3442                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3443
3444                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3445                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3446                                 bp->b_bcount = size;
3447                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3448                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
3449                                 return 1;
3450                         }
3451                         origbuf = NULL;
3452                         origbufsize = 0;
3453                         /*
3454                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
3455                          * then we revert to the page-allocation scheme.
3456                          */
3457                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3458                                 origbuf = bp->b_data;
3459                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3460                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3461                                 if (bp->b_bufsize) {
3462                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
3463                                             bp->b_bufsize);
3464                                         bufspacewakeup();
3465                                         bp->b_bufsize = 0;
3466                                 }
3467                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3468                                 newbsize = round_page(newbsize);
3469                         }
3470                         vm_hold_load_pages(
3471                             bp,
3472                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3473                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3474                         if (origbuf) {
3475                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3476                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3477                         }
3478                 }
3479         } else {
3480                 int desiredpages;
3481
3482                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3483                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3484                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3485
3486                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3487                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3488                 /*
3489                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3490                  * 0-length.
3491                  */
3492                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3493                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3494
3495                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3496                         /*
3497                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3498                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3499                          * if we have to remove any pages.
3500                          */
3501                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
3502                                 vm_page_t m;
3503
3504                                 if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3505                                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3506                                         pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page(
3507                                             (vm_offset_t)bp->b_data) +
3508                                             (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3509                                             (bp->b_npages - desiredpages));
3510                                 } else
3511                                         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3512                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3513                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3514                                         /*
3515                                          * the page is not freed here -- it
3516                                          * is the responsibility of 
3517                                          * vnode_pager_setsize
3518                                          */
3519                                         m = bp->b_pages[i];
3520                                         KASSERT(m != bogus_page,
3521                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3522                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m,
3523                                             "biodep"))
3524                                                 continue;
3525
3526                                         bp->b_pages[i] = NULL;
3527                                         vm_page_lock(m);
3528                                         vm_page_unwire(m, 0);
3529                                         vm_page_unlock(m);
3530                                 }
3531                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3532                                 bp->b_npages = desiredpages;
3533                         }
3534                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3535                         /*
3536                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3537                          * byte-granular fashion.
3538                          */
3539                         vm_object_t obj;
3540                         vm_offset_t toff;
3541                         vm_offset_t tinc;
3542
3543                         /*
3544                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3545                          * allocating them if necessary.  We must clear
3546                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3547                          * range covered by the buffer.
3548                          */
3549
3550                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3551
3552                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3553                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
3554                                 vm_page_t m;
3555
3556                                 /*
3557                                  * We must allocate system pages since blocking
3558                                  * here could interfere with paging I/O, no
3559                                  * matter which process we are.
3560                                  *
3561                                  * Only exclusive busy can be tested here.
3562                                  * Blocking on shared busy might lead to
3563                                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3564                                  * pages are vfs_busy_pages().
3565                                  */
3566                                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) +
3567                                     bp->b_npages, VM_ALLOC_NOBUSY |
3568                                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3569                                     VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3570                                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
3571                                 if (m->valid == 0)
3572                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3573                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3574                                 ++bp->b_npages;
3575                         }
3576
3577                         /*
3578                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3579                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3580                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3581                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3582                          * aligned range ( newbsize ).
3583                          *
3584                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3585                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3586                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3587                          * fails with NFS if the server or some other client
3588                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3589                          * B_CACHE may remain set! XXX
3590                          */
3591
3592                         toff = bp->b_bcount;
3593                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3594
3595                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3596                                 vm_pindex_t pi;
3597
3598                                 if (tinc > (size - toff))
3599                                         tinc = size - toff;
3600
3601                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3602                                     PAGE_SHIFT;
3603
3604                                 vfs_buf_test_cache(
3605                                     bp, 
3606                                     bp->b_offset,
3607                                     toff, 
3608                                     tinc, 
3609                                     bp->b_pages[pi]
3610                                 );
3611                                 toff += tinc;
3612                                 tinc = PAGE_SIZE;
3613                         }
3614                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3615
3616                         /*
3617                          * Step 3, fixup the KVM pmap.
3618                          */
3619                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0)
3620                                 bpmap_qenter(bp);
3621                         else
3622                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3623                 }
3624         }
3625         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3626                 bufspacewakeup();
3627         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3628         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3629         return 1;
3630 }
3631
3632 extern int inflight_transient_maps;
3633
3634 void
3635 biodone(struct bio *bp)
3636 {
3637         struct mtx *mtxp;
3638         void (*done)(struct bio *);
3639         vm_offset_t start, end;
3640
3641         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3642                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
3643                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
3644                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3645                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3646                 pmap_qremove(start, OFF_TO_IDX(end - start));
3647                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
3648                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3649         }
3650         done = bp->bio_done;
3651         if (done == NULL) {
3652                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3653                 mtx_lock(mtxp);
3654                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3655                 wakeup(bp);
3656                 mtx_unlock(mtxp);
3657         } else {
3658                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3659                 done(bp);
3660         }
3661 }
3662
3663 /*
3664  * Wait for a BIO to finish.
3665  */
3666 int
3667 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3668 {
3669         struct mtx *mtxp;
3670
3671         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3672         mtx_lock(mtxp);
3673         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3674                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
3675         mtx_unlock(mtxp);
3676         if (bp->bio_error != 0)
3677                 return (bp->bio_error);
3678         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3679                 return (0);
3680         return (EIO);
3681 }
3682
3683 void
3684 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3685 {
3686         
3687         if (error) {
3688                 bp->bio_error = error;
3689                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3690         }
3691         if (stat != NULL)
3692                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3693         biodone(bp);
3694 }
3695
3696 /*
3697  *      bufwait:
3698  *
3699  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3700  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3701  *      error and cleared.
3702  */
3703 int
3704 bufwait(struct buf *bp)
3705 {
3706         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3707                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3708         else
3709                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3710         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3711                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3712                 return (EINTR);
3713         }
3714         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3715                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3716         } else {
3717                 return (0);
3718         }
3719 }
3720
3721  /*
3722   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3723   */
3724 static void
3725 bufdonebio(struct bio *bip)
3726 {
3727         struct buf *bp;
3728
3729         bp = bip->bio_caller2;
3730         bp->b_resid = bp->b_bcount - bip->bio_completed;
3731         bp->b_resid = bip->bio_resid;   /* XXX: remove */
3732         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3733         bp->b_error = bip->bio_error;
3734         if (bp->b_error)
3735                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3736         bufdone(bp);
3737         g_destroy_bio(bip);
3738 }
3739
3740 void
3741 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3742 {
3743         struct cdevsw *csw;
3744         int ref;
3745
3746         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3747             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s) %p",
3748             devtoname(dev), dev));
3749
3750         csw = dev_refthread(dev, &ref);
3751         dev_strategy_csw(dev, csw, bp);
3752         dev_relthread(dev, ref);
3753 }
3754
3755 void
3756 dev_strategy_csw(struct cdev *dev, struct cdevsw *csw, struct buf *bp)
3757 {
3758         struct bio *bip;
3759
3760         KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ || bp->b_iocmd == BIO_WRITE,
3761             ("b_iocmd botch"));
3762         KASSERT(((dev->si_flags & SI_ETERNAL) != 0 && csw != NULL) ||
3763             dev->si_threadcount > 0,
3764             ("dev_strategy_csw threadcount cdev *(%s) %p", devtoname(dev),
3765             dev));
3766         if (csw == NULL) {
3767                 bp->b_error = ENXIO;
3768                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3769                 bufdone(bp);
3770                 return;
3771         }
3772         for (;;) {
3773                 bip = g_new_bio();
3774                 if (bip != NULL)
3775                         break;
3776                 /* Try again later */
3777                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3778         }
3779         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3780         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3781         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3782         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3783         bdata2bio(bp, bip);
3784         bip->bio_done = bufdonebio;
3785         bip->bio_caller2 = bp;
3786         bip->bio_dev = dev;
3787         (*csw->d_strategy)(bip);
3788 }
3789
3790 /*
3791  *      bufdone:
3792  *
3793  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3794  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3795  *      not allowed.
3796  *
3797  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3798  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3799  *      assuming B_INVAL is clear.
3800  *
3801  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3802  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3803  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3804  *
3805  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3806  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3807  *      in the biodone routine.
3808  */
3809 void
3810 bufdone(struct buf *bp)
3811 {
3812         struct bufobj *dropobj;
3813         void    (*biodone)(struct buf *);
3814
3815         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3816         dropobj = NULL;
3817
3818         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3819         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3820
3821         runningbufwakeup(bp);
3822         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3823                 dropobj = bp->b_bufobj;
3824         /* call optional completion function if requested */
3825         if (bp->b_iodone != NULL) {
3826                 biodone = bp->b_iodone;
3827                 bp->b_iodone = NULL;
3828                 (*biodone) (bp);
3829                 if (dropobj)
3830                         bufobj_wdrop(dropobj);
3831                 return;
3832         }
3833
3834         bufdone_finish(bp);
3835
3836         if (dropobj)
3837                 bufobj_wdrop(dropobj);
3838 }
3839
3840 void
3841 bufdone_finish(struct buf *bp)
3842 {
3843         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3844
3845         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3846                 buf_complete(bp);
3847
3848         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3849                 vm_ooffset_t foff;
3850                 vm_page_t m;
3851                 vm_object_t obj;
3852                 struct vnode *vp;
3853                 int bogus, i, iosize;
3854
3855                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3856                 KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
3857                     ("biodone_finish: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
3858                     obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
3859
3860                 vp = bp->b_vp;
3861                 KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
3862                     ("biodone_finish: vnode %p has zero hold count", vp));
3863                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3864                     ("biodone_finish: vnode %p has no vm_object", vp));
3865
3866                 foff = bp->b_offset;
3867                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3868                     ("biodone_finish: bp %p has no buffer offset", bp));
3869
3870                 /*
3871                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3872                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3873                  * routines.
3874                  */
3875                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3876                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3877                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3878                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3879                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3880                 }
3881                 bogus = 0;
3882                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3883                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3884                         int bogusflag = 0;
3885                         int resid;
3886
3887                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3888                         if (resid > iosize)
3889                                 resid = iosize;
3890
3891                         /*
3892                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3893                          */
3894                         m = bp->b_pages[i];
3895                         if (m == bogus_page) {
3896                                 bogus = bogusflag = 1;
3897                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3898                                 if (m == NULL)
3899                                         panic("biodone: page disappeared!");
3900                                 bp->b_pages[i] = m;
3901                         }
3902                         KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3903                             ("biodone_finish: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3904                             (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3905
3906                         /*
3907                          * In the write case, the valid and clean bits are
3908                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3909                          * only need to do this here in the read case.
3910                          */
3911                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3912                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3913                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3914                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3915                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3916                         }
3917
3918                         vm_page_sunbusy(m);
3919                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3920                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3921                         iosize -= resid;
3922                 }
3923                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3924                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3925                 if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3926                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3927                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3928                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3929                 }
3930         }
3931
3932         /*
3933          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3934          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3935          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3936          */
3937
3938         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3939                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3940                         brelse(bp);
3941                 else
3942                         bqrelse(bp);
3943         } else
3944                 bdone(bp);
3945 }
3946
3947 /*
3948  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3949  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3950  * consistant.
3951  */
3952 void
3953 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3954 {
3955         int i;
3956         vm_object_t obj;
3957         vm_page_t m;
3958
3959         runningbufwakeup(bp);
3960         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3961                 return;
3962
3963         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3964         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3965         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3966                 m = bp->b_pages[i];
3967                 if (m == bogus_page) {
3968                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3969                         if (!m)
3970                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3971                         bp->b_pages[i] = m;
3972                         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
3973                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3974                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3975                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3976                         } else
3977                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3978                 }
3979                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3980                 vm_page_sunbusy(m);
3981         }
3982         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3983         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3984 }
3985
3986 /*
3987  * vfs_page_set_valid:
3988  *
3989  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3990  *      range is restricted to the buffer's size.
3991  *
3992  *      This routine is typically called after a read completes.
3993  */
3994 static void
3995 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3996 {
3997         vm_ooffset_t eoff;
3998
3999         /*
4000          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4001          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4002          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4003          * allocation size of the buffer.
4004          */
4005         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4006         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4007                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4008
4009         /*
4010          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4011          * entire page.
4012          */
4013         if (eoff > off)
4014                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4015 }
4016
4017 /*
4018  * vfs_page_set_validclean:
4019  *
4020  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4021  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4022  */
4023 static void
4024 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4025 {
4026         vm_ooffset_t soff, eoff;
4027
4028         /*
4029          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4030          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
4031          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4032          * of the buffer.
4033          */
4034         soff = off;
4035         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4036         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4037                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4038
4039         /*
4040          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4041          * entire page.
4042          */
4043         if (eoff > soff) {
4044                 vm_page_set_validclean(
4045                     m,
4046                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4047                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4048                 );
4049         }
4050 }
4051
4052 /*
4053  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4054  * exclusive busy, drain it.
4055  */
4056 void
4057 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4058 {
4059         vm_page_t m;
4060         int i, last_busied;
4061
4062         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4063         last_busied = 0;
4064         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4065                 m = bp->b_pages[i];
4066                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4067                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4068                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4069                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4070                                 vm_page_lock(m);
4071                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4072                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage");
4073                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4074                         }
4075                 }
4076         }
4077         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4078                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4079 }
4080
4081 /*
4082  * This routine is called before a device strategy routine.
4083  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4084  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4085  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4086  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4087  * inconsistant.
4088  *
4089  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4090  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
4091  * and should be ignored.
4092  */
4093 void
4094 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4095 {
4096         int i, bogus;
4097         vm_object_t obj;
4098         vm_ooffset_t foff;
4099         vm_page_t m;
4100
4101         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4102                 return;
4103
4104         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4105         foff = bp->b_offset;
4106         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4107             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4108         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4109         vfs_drain_busy_pages(bp);
4110         if (bp->b_bufsize != 0)
4111                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4112         bogus = 0;
4113         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4114                 m = bp->b_pages[i];
4115
4116                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4117                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4118                         vm_page_sbusy(m);
4119                 }
4120                 /*
4121                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4122                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4123                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4124                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4125                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4126                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4127                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4128                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4129                  * first place ).  The replacement prevents the read
4130                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4131                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4132                  * It may not work properly with small-block devices.
4133                  * We need to find a better way.
4134                  */
4135                 if (clear_modify) {
4136                         pmap_remove_write(m);
4137                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4138                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4139                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4140                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4141                         bogus++;
4142                 }
4143                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4144         }
4145         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4146         if (bogus && (bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4147                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4148                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4149                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4150         }
4151 }
4152
4153 /*
4154  *      vfs_bio_set_valid:
4155  *
4156  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4157  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4158  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4159  *      page.
4160  */
4161 void   
4162 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4163 {
4164         int i, n;
4165         vm_page_t m;
4166
4167         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4168                 return;
4169
4170         /*
4171          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4172          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4173          * first page that can be validated.
4174          */
4175         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4176         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4177
4178         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4179         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4180                 m = bp->b_pages[i];
4181                 if (n > size)
4182                         n = size;
4183                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4184                 base += n;
4185                 size -= n;
4186                 n = PAGE_SIZE;
4187         }
4188         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4189 }
4190
4191 /*
4192  *      vfs_bio_clrbuf:
4193  *
4194  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4195  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4196  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4197  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4198  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4199  *
4200  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4201  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4202  */
4203 void
4204 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4205 {
4206         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4207
4208         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4209                 clrbuf(bp);
4210                 return;
4211         }
4212         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4213         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4214         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4215         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4216             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4217                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4218                         goto unlock;
4219                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4220                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4221                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4222                         goto unlock;
4223                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4224                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4225                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4226                         goto unlock;
4227                 }
4228         }
4229         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4230         slide = 0;
4231         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4232                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4233                 ea = slide & PAGE_MASK;
4234                 if (ea == 0)
4235                         ea = PAGE_SIZE;
4236                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4237                         continue;
4238                 j = sa / DEV_BSIZE;
4239                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4240                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4241                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4242                         continue;
4243                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4244                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4245                 else {
4246                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4247                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4248                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4249                                             sa, DEV_BSIZE);
4250                                 }
4251                         }
4252                 }
4253                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4254         }
4255 unlock:
4256         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4257         bp->b_resid = 0;
4258 }
4259
4260 void
4261 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4262 {
4263         vm_page_t m;
4264         int i, n;
4265
4266         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) == 0) {
4267                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4268                 bzero(bp->b_data + base, size);
4269         } else {
4270                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4271                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4272                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4273                         m = bp->b_pages[i];
4274                         if (n > size)
4275                                 n = size;
4276                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4277                         base += n;
4278                         size -= n;
4279                         n = PAGE_SIZE;
4280                 }
4281         }
4282 }
4283
4284 /*
4285  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4286  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4287  * not associated with a file object.
4288  */
4289 static void
4290 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4291 {
4292         vm_offset_t pg;
4293         vm_page_t p;
4294         int index;
4295
4296         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4297
4298         to = round_page(to);
4299         from = round_page(from);
4300         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4301
4302         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4303 tryagain:
4304                 /*
4305                  * note: must allocate system pages since blocking here
4306                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4307                  * process we are.
4308                  */
4309                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4310                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4311                 if (p == NULL) {
4312                         VM_WAIT;
4313                         goto tryagain;
4314                 }
4315                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4316                 bp->b_pages[index] = p;
4317         }
4318         bp->b_npages = index;
4319 }
4320
4321 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4322 static void
4323 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4324 {
4325         vm_offset_t from;
4326         vm_page_t p;
4327         int index, newnpages;
4328
4329         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4330
4331         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4332         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4333         if (bp->b_npages > newnpages)
4334                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4335         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4336                 p = bp->b_pages[index];
4337                 bp->b_pages[index] = NULL;
4338                 if (vm_page_sbusied(p))
4339                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
4340                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
4341                 p->wire_count--;
4342                 vm_page_free(p);
4343                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
4344         }
4345         bp->b_npages = newnpages;
4346 }
4347
4348 /*
4349  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4350  *
4351  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4352  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4353  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4354  *
4355  * Note that even if the caller determines that the address space should
4356  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4357  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4358  * check the return value.
4359  */
4360 int
4361 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4362 {
4363         caddr_t kva;
4364         vm_prot_t prot;
4365         int pidx;
4366
4367         if (bp->b_bufsize < 0)
4368                 return (-1);
4369         prot = VM_PROT_READ;
4370         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4371                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4372         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4373             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4374             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4375                 return (-1);
4376         bp->b_npages = pidx;
4377         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4378                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
4379                 kva = bp->b_saveaddr;
4380                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4381                 bp->b_data = kva + (((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK);
4382                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4383         } else {
4384                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
4385                 bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4386                 bp->b_saveaddr = bp->b_data;
4387                 bp->b_data = unmapped_buf;
4388         }
4389         return(0);
4390 }
4391
4392 /*
4393  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4394  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4395  */
4396 void
4397 vunmapbuf(struct buf *bp)
4398 {
4399         int npages;
4400
4401         npages = bp->b_npages;
4402         if (bp->b_flags & B_UNMAPPED)
4403                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
4404         else
4405                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4406         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4407         
4408         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
4409 }
4410
4411 void
4412 bdone(struct buf *bp)
4413 {
4414         struct mtx *mtxp;
4415
4416         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4417         mtx_lock(mtxp);
4418         bp->b_flags |= B_DONE;
4419         wakeup(bp);
4420         mtx_unlock(mtxp);
4421 }
4422
4423 void
4424 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4425 {
4426         struct mtx *mtxp;
4427
4428         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4429         mtx_lock(mtxp);
4430         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4431                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4432         mtx_unlock(mtxp);
4433 }
4434
4435 int
4436 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4437 {
4438
4439         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
4440 }
4441
4442 void
4443 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4444 {
4445         int i = 0;
4446         struct vnode *vp;
4447
4448         vp = bp->b_vp;
4449         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4450         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4451             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4452         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4453         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4454 }
4455
4456 void
4457 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4458 {
4459
4460         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4461         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4462         bo->bo_numoutput++;
4463 }
4464
4465 void
4466 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4467 {
4468
4469         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4470         BO_LOCK(bo);
4471         bo->bo_numoutput++;
4472         BO_UNLOCK(bo);
4473 }
4474
4475 void
4476 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4477 {
4478
4479         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4480         BO_LOCK(bo);
4481         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4482         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4483                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4484                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4485         }
4486         BO_UNLOCK(bo);
4487 }
4488
4489 int
4490 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4491 {
4492         int error;
4493
4494         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4495         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4496         error = 0;
4497         while (bo->bo_numoutput) {
4498                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4499                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
4500                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4501                 if (error)
4502                         break;
4503         }
4504         return (error);
4505 }
4506
4507 void
4508 bpin(struct buf *bp)
4509 {
4510         struct mtx *mtxp;
4511
4512         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4513         mtx_lock(mtxp);
4514         bp->b_pin_count++;
4515         mtx_unlock(mtxp);
4516 }
4517
4518 void
4519 bunpin(struct buf *bp)
4520 {
4521         struct mtx *mtxp;
4522
4523         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4524         mtx_lock(mtxp);
4525         if (--bp->b_pin_count == 0)
4526                 wakeup(bp);
4527         mtx_unlock(mtxp);
4528 }
4529
4530 void
4531 bunpin_wait(struct buf *bp)
4532 {
4533         struct mtx *mtxp;
4534
4535         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4536         mtx_lock(mtxp);
4537         while (bp->b_pin_count > 0)
4538                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4539         mtx_unlock(mtxp);
4540 }
4541
4542 /*
4543  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4544  */
4545 void
4546 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4547 {
4548
4549         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
4550                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4551                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4552                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4553                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4554                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4555                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4556                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4557                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4558                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4559                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4560         } else {
4561                 bip->bio_data = bp->b_data;
4562                 bip->bio_ma = NULL;
4563         }
4564 }
4565
4566 #include "opt_ddb.h"
4567 #ifdef DDB
4568 #include <ddb/ddb.h>
4569
4570 /* DDB command to show buffer data */
4571 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4572 {
4573         /* get args */
4574         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4575
4576         if (!have_addr) {
4577                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4578                 return;
4579         }
4580
4581         db_printf("buf at %p\n", bp);
4582         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4583             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4584             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4585         db_printf(
4586             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4587             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4588             "b_dep = %p\n",
4589             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4590             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4591             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4592         if (bp->b_npages) {
4593                 int i;
4594                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4595                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4596                         vm_page_t m;
4597                         m = bp->b_pages[i];
4598                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4599                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4600                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4601                                 db_printf(",");
4602                 }
4603                 db_printf("\n");
4604         }
4605         db_printf(" ");
4606         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4607 }
4608
4609 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4610 {
4611         struct buf *bp;
4612         int i;
4613
4614         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4615                 bp = &buf[i];
4616                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4617                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4618                         db_printf("\n");
4619                 }
4620         }
4621 }
4622
4623 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4624 {
4625         struct vnode *vp;
4626         struct buf *bp;
4627
4628         if (!have_addr) {
4629                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4630                 return;
4631         }
4632         vp = (struct vnode *)addr;
4633         db_printf("Clean buffers:\n");
4634         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4635                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4636                 db_printf("\n");
4637         }
4638         db_printf("Dirty buffers:\n");
4639         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4640                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4641                 db_printf("\n");
4642         }
4643 }
4644
4645 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4646 {
4647         struct buf *bp;
4648         int i, used = 0, nfree = 0;
4649
4650         if (have_addr) {
4651                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4652                 return;
4653         }
4654
4655         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4656                 bp = &buf[i];
4657                 if ((bp->b_flags & B_INFREECNT) != 0)
4658                         nfree++;
4659                 else
4660                         used++;
4661         }
4662
4663         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4664             nfree + used);
4665         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4666 }
4667 #endif /* DDB */