]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/9.0.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Copy stable/9 to releng/9.0 as part of the FreeBSD 9.0-RELEASE release
[FreeBSD/releng/9.0.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
25  * SUCH DAMAGE.
26  */
27
28 /*
29  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
30  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
31  * sure that the performance degradation associated with schemes such
32  * as this is not realized.
33  *
34  * Author:  John S. Dyson
35  * Significant help during the development and debugging phases
36  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
37  *
38  * see man buf(9) for more info.
39  */
40
41 #include <sys/cdefs.h>
42 __FBSDID("$FreeBSD$");
43
44 #include <sys/param.h>
45 #include <sys/systm.h>
46 #include <sys/bio.h>
47 #include <sys/conf.h>
48 #include <sys/buf.h>
49 #include <sys/devicestat.h>
50 #include <sys/eventhandler.h>
51 #include <sys/fail.h>
52 #include <sys/limits.h>
53 #include <sys/lock.h>
54 #include <sys/malloc.h>
55 #include <sys/mount.h>
56 #include <sys/mutex.h>
57 #include <sys/kernel.h>
58 #include <sys/kthread.h>
59 #include <sys/proc.h>
60 #include <sys/resourcevar.h>
61 #include <sys/sysctl.h>
62 #include <sys/vmmeter.h>
63 #include <sys/vnode.h>
64 #include <geom/geom.h>
65 #include <vm/vm.h>
66 #include <vm/vm_param.h>
67 #include <vm/vm_kern.h>
68 #include <vm/vm_pageout.h>
69 #include <vm/vm_page.h>
70 #include <vm/vm_object.h>
71 #include <vm/vm_extern.h>
72 #include <vm/vm_map.h>
73 #include "opt_compat.h"
74 #include "opt_directio.h"
75 #include "opt_swap.h"
76
77 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
78
79 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
80
81 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
82         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
83         .bop_write      =       bufwrite,
84         .bop_strategy   =       bufstrategy,
85         .bop_sync       =       bufsync,
86         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
87 };
88
89 /*
90  * XXX buf is global because kern_shutdown.c and ffs_checkoverlap has
91  * carnal knowledge of buffers.  This knowledge should be moved to vfs_bio.c.
92  */
93 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
94
95 static struct proc *bufdaemonproc;
96
97 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
98 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
99 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
100                 vm_offset_t to);
101 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
102 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
103                 vm_page_t m);
104 static void vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp);
105 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
106 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
107 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
108 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
109                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
110 static int buf_do_flush(struct vnode *vp);
111 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
112 static void buf_daemon(void);
113 static void bremfreel(struct buf *bp);
114 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
115     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
116 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
117 #endif
118
119 int vmiodirenable = TRUE;
120 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
121     "Use the VM system for directory writes");
122 long runningbufspace;
123 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
124     "Amount of presently outstanding async buffer io");
125 static long bufspace;
126 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
127     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
128 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
129     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
130 #else
131 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
132     "Virtual memory used for buffers");
133 #endif
134 static long maxbufspace;
135 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
136     "Maximum allowed value of bufspace (including buf_daemon)");
137 static long bufmallocspace;
138 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
139     "Amount of malloced memory for buffers");
140 static long maxbufmallocspace;
141 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace, 0,
142     "Maximum amount of malloced memory for buffers");
143 static long lobufspace;
144 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
145     "Minimum amount of buffers we want to have");
146 long hibufspace;
147 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
148     "Maximum allowed value of bufspace (excluding buf_daemon)");
149 static int bufreusecnt;
150 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RW, &bufreusecnt, 0,
151     "Number of times we have reused a buffer");
152 static int buffreekvacnt;
153 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
154     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
155 static int bufdefragcnt;
156 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
157     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
158 static long lorunningspace;
159 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
160     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
161 static long hirunningspace;
162 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
163     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
164 int dirtybufferflushes;
165 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
166     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
167 int bdwriteskip;
168 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
169     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
170 int altbufferflushes;
171 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
172     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
173 static int recursiveflushes;
174 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
175     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
176 static int numdirtybuffers;
177 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
178     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
179 static int lodirtybuffers;
180 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
181     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
182 static int hidirtybuffers;
183 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
184     "When the number of dirty buffers is considered severe");
185 int dirtybufthresh;
186 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
187     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
188 static int numfreebuffers;
189 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
190     "Number of free buffers");
191 static int lofreebuffers;
192 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
193    "XXX Unused");
194 static int hifreebuffers;
195 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
196    "XXX Complicatedly unused");
197 static int getnewbufcalls;
198 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
199    "Number of calls to getnewbuf");
200 static int getnewbufrestarts;
201 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
202     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer aquisition");
203 static int flushbufqtarget = 100;
204 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
205     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
206 static long notbufdflashes;
207 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflashes, CTLFLAG_RD, &notbufdflashes, 0,
208     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
209
210 /*
211  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
212  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
213  * is idling.
214  */
215 static int bd_request;
216
217 /*
218  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
219  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
220  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
221  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
222  */
223 static int bd_speedupreq;
224
225 /*
226  * This lock synchronizes access to bd_request.
227  */
228 static struct mtx bdlock;
229
230 /*
231  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
232  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
233  * really that bad.  it would be better to split the buffer
234  * for input in the case of buffers partially already in memory,
235  * but the code is intricate enough already.
236  */
237 vm_page_t bogus_page;
238
239 /*
240  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
241  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
242  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
243  */
244 static int runningbufreq;
245
246 /*
247  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
248  * waitrunningbufspace().
249  */
250 static struct mtx rbreqlock;
251
252 /* 
253  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
254  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
255  * by and/or.
256  * Used in numdirtywakeup(), bufspacewakeup(), bufcountwakeup(), bwillwrite(),
257  * getnewbuf(), and getblk().
258  */
259 static int needsbuffer;
260
261 /*
262  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
263  */
264 static struct mtx nblock;
265
266 /*
267  * Definitions for the buffer free lists.
268  */
269 #define BUFFER_QUEUES   6       /* number of free buffer queues */
270
271 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
272 #define QUEUE_CLEAN     1       /* non-B_DELWRI buffers */
273 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
274 #define QUEUE_DIRTY_GIANT 3     /* B_DELWRI buffers that need giant */
275 #define QUEUE_EMPTYKVA  4       /* empty buffer headers w/KVA assignment */
276 #define QUEUE_EMPTY     5       /* empty buffer headers */
277 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
278
279 /* Queues for free buffers with various properties */
280 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
281
282 /* Lock for the bufqueues */
283 static struct mtx bqlock;
284
285 /*
286  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
287  * buf_wmesg is referred from macros.
288  */
289 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
290
291 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
292 #define VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH 0x02    /* waiting for dirty buffer flush */
293 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
294 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
295
296 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
297     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
298 static int
299 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
300 {
301         long lvalue;
302         int ivalue;
303
304         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
305                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
306         lvalue = *(long *)arg1;
307         if (lvalue > INT_MAX)
308                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
309                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
310         ivalue = lvalue;
311         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
312 }
313 #endif
314
315 #ifdef DIRECTIO
316 extern void ffs_rawread_setup(void);
317 #endif /* DIRECTIO */
318 /*
319  *      numdirtywakeup:
320  *
321  *      If someone is blocked due to there being too many dirty buffers,
322  *      and numdirtybuffers is now reasonable, wake them up.
323  */
324
325 static __inline void
326 numdirtywakeup(int level)
327 {
328
329         if (numdirtybuffers <= level) {
330                 mtx_lock(&nblock);
331                 if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH) {
332                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
333                         wakeup(&needsbuffer);
334                 }
335                 mtx_unlock(&nblock);
336         }
337 }
338
339 /*
340  *      bufspacewakeup:
341  *
342  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
343  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
344  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
345  *      bp's get placed back in the queues.
346  */
347
348 static __inline void
349 bufspacewakeup(void)
350 {
351
352         /*
353          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
354          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
355          * process will be able to now.
356          */
357         mtx_lock(&nblock);
358         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
359                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
360                 wakeup(&needsbuffer);
361         }
362         mtx_unlock(&nblock);
363 }
364
365 /*
366  * runningbufwakeup() - in-progress I/O accounting.
367  *
368  */
369 void
370 runningbufwakeup(struct buf *bp)
371 {
372
373         if (bp->b_runningbufspace) {
374                 atomic_subtract_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
375                 bp->b_runningbufspace = 0;
376                 mtx_lock(&rbreqlock);
377                 if (runningbufreq && runningbufspace <= lorunningspace) {
378                         runningbufreq = 0;
379                         wakeup(&runningbufreq);
380                 }
381                 mtx_unlock(&rbreqlock);
382         }
383 }
384
385 /*
386  *      bufcountwakeup:
387  *
388  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
389  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
390  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
391  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
392  */
393
394 static __inline void
395 bufcountwakeup(struct buf *bp) 
396 {
397         int old;
398
399         KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) == 0,
400             ("buf %p already counted as free", bp));
401         if (bp->b_bufobj != NULL)
402                 mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
403         bp->b_vflags |= BV_INFREECNT;
404         old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, 1);
405         KASSERT(old >= 0 && old < nbuf,
406             ("numfreebuffers climbed to %d", old + 1));
407         mtx_lock(&nblock);
408         if (needsbuffer) {
409                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
410                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
411                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
412                 wakeup(&needsbuffer);
413         }
414         mtx_unlock(&nblock);
415 }
416
417 /*
418  *      waitrunningbufspace()
419  *
420  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
421  *      running.  This routine is used in async-write situations to
422  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
423  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
424  *
425  *      Reads will adjust runningbufspace, but will not block based on it.
426  *      The read load has a side effect of reducing the allowed write load.
427  *
428  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
429  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
430  *      caller's write has reached the device.
431  */
432 void
433 waitrunningbufspace(void)
434 {
435
436         mtx_lock(&rbreqlock);
437         while (runningbufspace > hirunningspace) {
438                 ++runningbufreq;
439                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
440         }
441         mtx_unlock(&rbreqlock);
442 }
443
444
445 /*
446  *      vfs_buf_test_cache:
447  *
448  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
449  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
450  *      valid data.
451  */
452 static __inline
453 void
454 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
455                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
456                   vm_page_t m)
457 {
458
459         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
460         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
461                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
462                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
463                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
464         }
465 }
466
467 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
468 static __inline
469 void
470 bd_wakeup(int dirtybuflevel)
471 {
472
473         mtx_lock(&bdlock);
474         if (bd_request == 0 && numdirtybuffers >= dirtybuflevel) {
475                 bd_request = 1;
476                 wakeup(&bd_request);
477         }
478         mtx_unlock(&bdlock);
479 }
480
481 /*
482  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
483  */
484
485 void
486 bd_speedup(void)
487 {
488         int needwake;
489
490         mtx_lock(&bdlock);
491         needwake = 0;
492         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
493                 needwake = 1;
494         bd_speedupreq = 1;
495         bd_request = 1;
496         if (needwake)
497                 wakeup(&bd_request);
498         mtx_unlock(&bdlock);
499 }
500
501 /*
502  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
503  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
504  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
505  * being reserved at this time.
506  */
507 caddr_t
508 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
509 {
510         int tuned_nbuf;
511         long maxbuf;
512
513         /*
514          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
515          * PAGE_SIZE is >= 1K)
516          */
517         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
518
519         /*
520          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
521          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
522          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
523          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
524          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
525          * maxbcache bytes.
526          *
527          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
528          */
529         if (nbuf == 0) {
530                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
531
532                 nbuf = 50;
533                 if (physmem_est > 4096)
534                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
535                             65536 / factor);
536                 if (physmem_est > 65536)
537                         nbuf += (physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5);
538
539                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
540                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
541                 tuned_nbuf = 1;
542         } else
543                 tuned_nbuf = 0;
544
545         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
546         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
547         if (nbuf > maxbuf) {
548                 if (!tuned_nbuf)
549                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
550                             maxbuf);
551                 nbuf = maxbuf;
552         }
553
554         /*
555          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
556          * We have no less then 16 and no more then 256.
557          */
558         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
559 #ifdef NSWBUF_MIN
560         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
561                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
562 #endif
563 #ifdef DIRECTIO
564         ffs_rawread_setup();
565 #endif
566
567         /*
568          * Reserve space for the buffer cache buffers
569          */
570         swbuf = (void *)v;
571         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
572         buf = (void *)v;
573         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
574
575         return(v);
576 }
577
578 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
579 void
580 bufinit(void)
581 {
582         struct buf *bp;
583         int i;
584
585         mtx_init(&bqlock, "buf queue lock", NULL, MTX_DEF);
586         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
587         mtx_init(&nblock, "needsbuffer lock", NULL, MTX_DEF);
588         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
589
590         /* next, make a null set of free lists */
591         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
592                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
593
594         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
595         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
596                 bp = &buf[i];
597                 bzero(bp, sizeof *bp);
598                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
599                 bp->b_rcred = NOCRED;
600                 bp->b_wcred = NOCRED;
601                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
602                 bp->b_vflags = BV_INFREECNT;    /* buf is counted as free */
603                 bp->b_xflags = 0;
604                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
605                 BUF_LOCKINIT(bp);
606                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
607         }
608
609         /*
610          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
611          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
612          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
613          * used by most other processes.  The differential is required to 
614          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
615          * be blocked waiting for buffer space.
616          *
617          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
618          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
619          * by the system.
620          */
621         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
622         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
623         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
624
625         /*
626          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
627          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
628          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
629          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
630          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
631          * hirunningspace.
632          */
633         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, MAXBSIZE),
634             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
635         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, MAXBSIZE);
636
637 /*
638  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
639  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
640  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
641  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
642  * (small) directories.
643  */
644         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
645
646 /*
647  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
648  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
649  */
650         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
651         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
652         numdirtybuffers = 0;
653 /*
654  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
655  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
656  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
657  * BKVASIZE'd buffers.
658  */
659         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
660                 hidirtybuffers >>= 1;
661         }
662         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
663
664 /*
665  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
666  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
667  * emergency reserve.
668  */
669         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
670         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
671         numfreebuffers = nbuf;
672
673         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
674             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
675 }
676
677 /*
678  * bfreekva() - free the kva allocation for a buffer.
679  *
680  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
681  */
682 static void
683 bfreekva(struct buf *bp)
684 {
685
686         if (bp->b_kvasize) {
687                 atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
688                 atomic_subtract_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
689                 vm_map_remove(buffer_map, (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
690                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize);
691                 bp->b_kvasize = 0;
692                 bufspacewakeup();
693         }
694 }
695
696 /*
697  *      bremfree:
698  *
699  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list in brelse.
700  *      
701  */
702 void
703 bremfree(struct buf *bp)
704 {
705         int old;
706
707         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
708         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
709             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
710         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
711             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
712         BUF_ASSERT_HELD(bp);
713
714         bp->b_flags |= B_REMFREE;
715         /* Fixup numfreebuffers count.  */
716         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
717                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0,
718                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
719                 if (bp->b_bufobj != NULL)
720                         mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
721                 bp->b_vflags &= ~BV_INFREECNT;
722                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
723                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
724         }
725 }
726
727 /*
728  *      bremfreef:
729  *
730  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
731  *      it abuses the b_freelist pointer.
732  */
733 void
734 bremfreef(struct buf *bp)
735 {
736         mtx_lock(&bqlock);
737         bremfreel(bp);
738         mtx_unlock(&bqlock);
739 }
740
741 /*
742  *      bremfreel:
743  *
744  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
745  *      bqlock held.
746  */
747 static void
748 bremfreel(struct buf *bp)
749 {
750         int old;
751
752         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
753             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
754         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
755             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
756         BUF_ASSERT_HELD(bp);
757         mtx_assert(&bqlock, MA_OWNED);
758
759         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
760         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
761         /*
762          * If this was a delayed bremfree() we only need to remove the buffer
763          * from the queue and return the stats are already done.
764          */
765         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
766                 bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
767                 return;
768         }
769         /*
770          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
771          * delayed-write, the buffer was free and we must decrement
772          * numfreebuffers.
773          */
774         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
775                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0,
776                     ("buf %p not counted in numfreebuffers", bp));
777                 if (bp->b_bufobj != NULL)
778                         mtx_assert(BO_MTX(bp->b_bufobj), MA_OWNED);
779                 bp->b_vflags &= ~BV_INFREECNT;
780                 old = atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1);
781                 KASSERT(old > 0, ("numfreebuffers dropped to %d", old - 1));
782         }
783 }
784
785
786 /*
787  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
788  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
789  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
790  * getblk() ).  This is really just a special case of breadn().
791  */
792 int
793 bread(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, struct ucred * cred,
794     struct buf **bpp)
795 {
796
797         return (breadn(vp, blkno, size, 0, 0, 0, cred, bpp));
798 }
799
800 /*
801  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
802  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
803  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
804  */
805 void
806 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
807     int cnt, struct ucred * cred)
808 {
809         struct buf *rabp;
810         int i;
811
812         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
813                 if (inmem(vp, *rablkno))
814                         continue;
815                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
816
817                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
818                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
819                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
820                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
821                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
822                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
823                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
824                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
825                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
826                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
827                         BUF_KERNPROC(rabp);
828                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
829                         bstrategy(rabp);
830                 } else {
831                         brelse(rabp);
832                 }
833         }
834 }
835
836 /*
837  * Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
838  * read-ahead blocks.
839  */
840 int
841 breadn(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size,
842     daddr_t * rablkno, int *rabsize,
843     int cnt, struct ucred * cred, struct buf **bpp)
844 {
845         struct buf *bp;
846         int rv = 0, readwait = 0;
847
848         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
849         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, 0);
850
851         /* if not found in cache, do some I/O */
852         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
853                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
854                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
855                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
856                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
857                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
858                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
859                         bp->b_rcred = crhold(cred);
860                 vfs_busy_pages(bp, 0);
861                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
862                 bstrategy(bp);
863                 ++readwait;
864         }
865
866         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
867
868         if (readwait) {
869                 rv = bufwait(bp);
870         }
871         return (rv);
872 }
873
874 /*
875  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
876  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
877  * is invalid.
878  *
879  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
880  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
881  * now so we set it generally.  This could be set either here 
882  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
883  * here.
884  */
885 int
886 bufwrite(struct buf *bp)
887 {
888         int oldflags;
889         struct vnode *vp;
890         int vp_md;
891
892         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
893         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
894                 brelse(bp);
895                 return (0);
896         }
897
898         oldflags = bp->b_flags;
899
900         BUF_ASSERT_HELD(bp);
901
902         if (bp->b_pin_count > 0)
903                 bunpin_wait(bp);
904
905         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
906             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
907
908         vp = bp->b_vp;
909         if (vp)
910                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
911         else
912                 vp_md = 0;
913
914         /* Mark the buffer clean */
915         bundirty(bp);
916
917         bp->b_flags &= ~B_DONE;
918         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
919         bp->b_flags |= B_CACHE;
920         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
921
922         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
923         vfs_busy_pages(bp, 1);
924
925         /*
926          * Normal bwrites pipeline writes
927          */
928         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
929         atomic_add_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
930
931         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
932                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
933         if (oldflags & B_ASYNC)
934                 BUF_KERNPROC(bp);
935         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
936         bstrategy(bp);
937
938         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
939                 int rtval = bufwait(bp);
940                 brelse(bp);
941                 return (rtval);
942         } else {
943                 /*
944                  * don't allow the async write to saturate the I/O
945                  * system.  We will not deadlock here because
946                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
947                  * to complete. We do not block here if it is the update
948                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
949                  * to deadlock.
950                  */
951                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
952                         waitrunningbufspace();
953         }
954
955         return (0);
956 }
957
958 void
959 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
960 {
961         struct buf *nbp;
962
963         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
964                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
965                 altbufferflushes++;
966         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
967                 BO_LOCK(bo);
968                 /*
969                  * Try to find a buffer to flush.
970                  */
971                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
972                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
973                             BUF_LOCK(nbp,
974                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
975                                 continue;
976                         if (bp == nbp)
977                                 panic("bdwrite: found ourselves");
978                         BO_UNLOCK(bo);
979                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
980                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
981                                 BO_LOCK(bo);
982                                 BUF_UNLOCK(nbp);
983                                 continue;
984                         }
985                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
986                                 vfs_bio_awrite(nbp);
987                         } else {
988                                 bremfree(nbp);
989                                 bawrite(nbp);
990                         }
991                         dirtybufferflushes++;
992                         break;
993                 }
994                 if (nbp == NULL)
995                         BO_UNLOCK(bo);
996         }
997 }
998
999 /*
1000  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1001  * anything if the buffer is marked invalid.
1002  *
1003  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1004  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1005  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1006  * out synchronously.
1007  */
1008 void
1009 bdwrite(struct buf *bp)
1010 {
1011         struct thread *td = curthread;
1012         struct vnode *vp;
1013         struct bufobj *bo;
1014
1015         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1016         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1017         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1018
1019         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1020                 brelse(bp);
1021                 return;
1022         }
1023
1024         /*
1025          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
1026          * If we are wildly over our limit, then force a complete
1027          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
1028          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
1029          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
1030          */
1031         vp = bp->b_vp;
1032         bo = bp->b_bufobj;
1033         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
1034                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
1035                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
1036                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
1037         } else
1038                 recursiveflushes++;
1039
1040         bdirty(bp);
1041         /*
1042          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1043          * true even of NFS now.
1044          */
1045         bp->b_flags |= B_CACHE;
1046
1047         /*
1048          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1049          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1050          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1051          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1052          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1053          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1054          * the bmap then...  So, this is important to do.
1055          */
1056         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
1057                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
1058         }
1059
1060         /*
1061          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
1062          * pages.
1063          *
1064          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
1065          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
1066          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
1067          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
1068          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
1069          * or perhaps the cluster will be completed.
1070          */
1071         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
1072         bqrelse(bp);
1073
1074         /*
1075          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have a lot of dirty
1076          * buffers (midpoint between our recovery point and our stall
1077          * point).
1078          */
1079         bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1080
1081         /*
1082          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1083          * due to the softdep code.
1084          */
1085 }
1086
1087 /*
1088  *      bdirty:
1089  *
1090  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
1091  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
1092  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
1093  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
1094  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
1095  *
1096  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
1097  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
1098  *      should only be called if the buffer is known-good.
1099  *
1100  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1101  *      count.
1102  *
1103  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1104  */
1105 void
1106 bdirty(struct buf *bp)
1107 {
1108
1109         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
1110             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1111         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1112         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1113             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1114         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1115         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
1116         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1117
1118         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1119                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
1120                 reassignbuf(bp);
1121                 atomic_add_int(&numdirtybuffers, 1);
1122                 bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1123         }
1124 }
1125
1126 /*
1127  *      bundirty:
1128  *
1129  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1130  *
1131  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
1132  *      count.
1133  *      
1134  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
1135  */
1136
1137 void
1138 bundirty(struct buf *bp)
1139 {
1140
1141         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1142         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
1143         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
1144             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1145         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1146
1147         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1148                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1149                 reassignbuf(bp);
1150                 atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1151                 numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1152         }
1153         /*
1154          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1155          */
1156         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1157 }
1158
1159 /*
1160  *      bawrite:
1161  *
1162  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1163  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1164  *
1165  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
1166  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1167  */
1168 void
1169 bawrite(struct buf *bp)
1170 {
1171
1172         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1173         (void) bwrite(bp);
1174 }
1175
1176 /*
1177  *      bwillwrite:
1178  *
1179  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
1180  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
1181  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
1182  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
1183  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
1184  */
1185
1186 void
1187 bwillwrite(void)
1188 {
1189
1190         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1191                 mtx_lock(&nblock);
1192                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
1193                         bd_wakeup(1);
1194                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
1195                         msleep(&needsbuffer, &nblock,
1196                             (PRIBIO + 4), "flswai", 0);
1197                 }
1198                 mtx_unlock(&nblock);
1199         }
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Return true if we have too many dirty buffers.
1204  */
1205 int
1206 buf_dirty_count_severe(void)
1207 {
1208
1209         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
1210 }
1211
1212 static __noinline int
1213 buf_vm_page_count_severe(void)
1214 {
1215
1216         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, buf_pressure, return 1);
1217
1218         return vm_page_count_severe();
1219 }
1220
1221 /*
1222  *      brelse:
1223  *
1224  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1225  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1226  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1227  */
1228 void
1229 brelse(struct buf *bp)
1230 {
1231         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
1232             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1233         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1234             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1235
1236         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1237                 bqrelse(bp);
1238                 return;
1239         }
1240
1241         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
1242             bp->b_error == EIO && !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
1243                 /*
1244                  * Failed write, redirty.  Must clear BIO_ERROR to prevent
1245                  * pages from being scrapped.  If the error is anything
1246                  * other than an I/O error (EIO), assume that retrying
1247                  * is futile.
1248                  */
1249                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1250                 bdirty(bp);
1251         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
1252             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
1253                 /*
1254                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
1255                  * cache the buffer.
1256                  */
1257                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1258                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1259                         buf_deallocate(bp);
1260                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1261                         atomic_subtract_int(&numdirtybuffers, 1);
1262                         numdirtywakeup(lodirtybuffers);
1263                 }
1264                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1265                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
1266                         if (bp->b_bufsize)
1267                                 allocbuf(bp, 0);
1268                         if (bp->b_vp)
1269                                 brelvp(bp);
1270                 }
1271         }
1272
1273         /*
1274          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
1275          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
1276          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
1277          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
1278          * 
1279          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1280          * if B_DELWRI is set.
1281          *
1282          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1283          * on pages to return pages to the VM page queues.
1284          */
1285         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1286                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1287         else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1288                 /*
1289                  * The locking of the BO_LOCK is not necessary since
1290                  * BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1291                  * lock, it can only be cleared if it is already
1292                  * pending.
1293                  */
1294                 if (bp->b_vp) {
1295                         if (!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG))
1296                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
1297                 } else
1298                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1299         }
1300
1301         /*
1302          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1303          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1304          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1305          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1306          *
1307          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1308          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1309          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1310          *
1311          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1312          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1313          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1314          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1315          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1316          * background write.
1317          */
1318         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1319             && !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
1320                  (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1321                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1322                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1323             ) {
1324
1325                 int i, j, resid;
1326                 vm_page_t m;
1327                 off_t foff;
1328                 vm_pindex_t poff;
1329                 vm_object_t obj;
1330
1331                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
1332
1333                 /*
1334                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1335                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1336                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1337                  * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
1338                  *
1339                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1340                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1341                  * m->dirty, etc...). 
1342                  *
1343                  * See man buf(9) for more information
1344                  */
1345                 resid = bp->b_bufsize;
1346                 foff = bp->b_offset;
1347                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
1348                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1349                         int had_bogus = 0;
1350
1351                         m = bp->b_pages[i];
1352
1353                         /*
1354                          * If we hit a bogus page, fixup *all* the bogus pages
1355                          * now.
1356                          */
1357                         if (m == bogus_page) {
1358                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_offset);
1359                                 had_bogus = 1;
1360
1361                                 for (j = i; j < bp->b_npages; j++) {
1362                                         vm_page_t mtmp;
1363                                         mtmp = bp->b_pages[j];
1364                                         if (mtmp == bogus_page) {
1365                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1366                                                 if (!mtmp) {
1367                                                         panic("brelse: page missing\n");
1368                                                 }
1369                                                 bp->b_pages[j] = mtmp;
1370                                         }
1371                                 }
1372
1373                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1374                                         pmap_qenter(
1375                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1376                                             bp->b_pages, bp->b_npages);
1377                                 }
1378                                 m = bp->b_pages[i];
1379                         }
1380                         if ((bp->b_flags & B_NOCACHE) ||
1381                             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR &&
1382                              bp->b_iocmd == BIO_READ)) {
1383                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1384                                 int presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
1385                                         (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
1386
1387                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1388                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1389                                 if (had_bogus)
1390                                         printf("avoided corruption bug in bogus_page/brelse code\n");
1391                         }
1392                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1393                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1394                 }
1395                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
1396                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1397                         vfs_vmio_release(bp);
1398
1399         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1400
1401                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1402                         vfs_vmio_release(bp);
1403                 }
1404
1405         } else if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0) {
1406                 if (bp->b_bufsize != 0)
1407                         allocbuf(bp, 0);
1408                 if (bp->b_vp != NULL)
1409                         brelvp(bp);
1410         }
1411                         
1412         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1413                 /* do not release to free list */
1414                 BUF_UNLOCK(bp);
1415                 return;
1416         }
1417
1418         /* enqueue */
1419         mtx_lock(&bqlock);
1420         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1421         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1422                 struct bufobj *bo;
1423
1424                 bo = bp->b_bufobj;
1425                 if (bo != NULL)
1426                         BO_LOCK(bo);
1427                 bremfreel(bp);
1428                 if (bo != NULL)
1429                         BO_UNLOCK(bo);
1430         }
1431         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1432                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1433
1434         /*
1435          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
1436          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
1437          * doesn't find it.
1438          */
1439         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
1440             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
1441                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1442         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1443                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1444                         bundirty(bp);
1445                 if (bp->b_vp)
1446                         brelvp(bp);
1447         }
1448
1449         /* buffers with no memory */
1450         if (bp->b_bufsize == 0) {
1451                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1452                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1453                         panic("losing buffer 1");
1454                 if (bp->b_kvasize) {
1455                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1456                 } else {
1457                         bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1458                 }
1459                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1460         /* buffers with junk contents */
1461         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
1462             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1463                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
1464                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1465                         panic("losing buffer 2");
1466                 bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1467                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1468         /* remaining buffers */
1469         } else {
1470                 if ((bp->b_flags & (B_DELWRI|B_NEEDSGIANT)) ==
1471                     (B_DELWRI|B_NEEDSGIANT))
1472                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY_GIANT;
1473                 else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1474                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1475                 else
1476                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1477                 if (bp->b_flags & B_AGE)
1478                         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1479                 else
1480                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1481         }
1482         mtx_unlock(&bqlock);
1483
1484         /*
1485          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1486          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1487          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1488          * if B_INVAL is set ).
1489          */
1490
1491         if (!(bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1492                 struct bufobj *bo;
1493
1494                 bo = bp->b_bufobj;
1495                 if (bo != NULL)
1496                         BO_LOCK(bo);
1497                 bufcountwakeup(bp);
1498                 if (bo != NULL)
1499                         BO_UNLOCK(bo);
1500         }
1501
1502         /*
1503          * Something we can maybe free or reuse
1504          */
1505         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1506                 bufspacewakeup();
1507
1508         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1509         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1510                 panic("brelse: not dirty");
1511         /* unlock */
1512         BUF_UNLOCK(bp);
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1517  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
1518  *
1519  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1520  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1521  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1522  * again soon.
1523  *
1524  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1525  */
1526 void
1527 bqrelse(struct buf *bp)
1528 {
1529         struct bufobj *bo;
1530
1531         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1532         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1533             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1534
1535         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
1536                 /* do not release to free list */
1537                 BUF_UNLOCK(bp);
1538                 return;
1539         }
1540
1541         bo = bp->b_bufobj;
1542         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
1543                 if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1544                         mtx_lock(&bqlock);
1545                         if (bo != NULL)
1546                                 BO_LOCK(bo);
1547                         bremfreel(bp);
1548                         if (bo != NULL)
1549                                 BO_UNLOCK(bo);
1550                         mtx_unlock(&bqlock);
1551                 }
1552                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1553                 BUF_UNLOCK(bp);
1554                 return;
1555         }
1556
1557         mtx_lock(&bqlock);
1558         /* Handle delayed bremfree() processing. */
1559         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1560                 if (bo != NULL)
1561                         BO_LOCK(bo);
1562                 bremfreel(bp);
1563                 if (bo != NULL)
1564                         BO_UNLOCK(bo);
1565         }
1566         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1567                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1568         /* buffers with stale but valid contents */
1569         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1570                 if (bp->b_flags & B_NEEDSGIANT)
1571                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY_GIANT;
1572                 else
1573                         bp->b_qindex = QUEUE_DIRTY;
1574                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1575         } else {
1576                 /*
1577                  * The locking of the BO_LOCK for checking of the
1578                  * BV_BKGRDINPROG is not necessary since the
1579                  * BV_BKGRDINPROG cannot be set while we hold the buf
1580                  * lock, it can only be cleared if it is already
1581                  * pending.
1582                  */
1583                 if (!buf_vm_page_count_severe() || (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)) {
1584                         bp->b_qindex = QUEUE_CLEAN;
1585                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_CLEAN], bp,
1586                             b_freelist);
1587                 } else {
1588                         /*
1589                          * We are too low on memory, we have to try to free
1590                          * the buffer (most importantly: the wired pages
1591                          * making up its backing store) *now*.
1592                          */
1593                         mtx_unlock(&bqlock);
1594                         brelse(bp);
1595                         return;
1596                 }
1597         }
1598         mtx_unlock(&bqlock);
1599
1600         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1601                 if (bo != NULL)
1602                         BO_LOCK(bo);
1603                 bufcountwakeup(bp);
1604                 if (bo != NULL)
1605                         BO_UNLOCK(bo);
1606         }
1607
1608         /*
1609          * Something we can maybe free or reuse.
1610          */
1611         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1612                 bufspacewakeup();
1613
1614         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1615         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
1616                 panic("bqrelse: not dirty");
1617         /* unlock */
1618         BUF_UNLOCK(bp);
1619 }
1620
1621 /* Give pages used by the bp back to the VM system (where possible) */
1622 static void
1623 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1624 {
1625         int i;
1626         vm_page_t m;
1627
1628         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
1629         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1630         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
1631                 m = bp->b_pages[i];
1632                 bp->b_pages[i] = NULL;
1633                 /*
1634                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1635                  * everything on the inactive queue.
1636                  */
1637                 vm_page_lock(m);
1638                 vm_page_unwire(m, 0);
1639                 /*
1640                  * We don't mess with busy pages, it is
1641                  * the responsibility of the process that
1642                  * busied the pages to deal with them.
1643                  */
1644                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 && m->busy == 0 &&
1645                     m->wire_count == 0) {
1646                         /*
1647                          * Might as well free the page if we can and it has
1648                          * no valid data.  We also free the page if the
1649                          * buffer was used for direct I/O
1650                          */
1651                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid) {
1652                                 vm_page_free(m);
1653                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1654                                 vm_page_try_to_free(m);
1655                         } else if (buf_vm_page_count_severe()) {
1656                                 vm_page_try_to_cache(m);
1657                         }
1658                 }
1659                 vm_page_unlock(m);
1660         }
1661         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
1662         
1663         if (bp->b_bufsize) {
1664                 bufspacewakeup();
1665                 bp->b_bufsize = 0;
1666         }
1667         bp->b_npages = 0;
1668         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1669         if (bp->b_vp)
1670                 brelvp(bp);
1671 }
1672
1673 /*
1674  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
1675  * write.
1676  */
1677 static int
1678 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
1679 {
1680         struct buf *bpa;
1681         int match;
1682
1683         match = 0;
1684
1685         /* If the buf isn't in core skip it */
1686         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
1687                 return (0);
1688
1689         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
1690         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1691                 return (0);
1692
1693         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
1694         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
1695             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
1696                 goto done;
1697
1698         if (bpa->b_bufsize != size)
1699                 goto done;
1700
1701         /*
1702          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
1703          * block has been mapped.
1704          */
1705         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
1706                 match = 1;
1707 done:
1708         BUF_UNLOCK(bpa);
1709         return (match);
1710 }
1711
1712 /*
1713  *      vfs_bio_awrite:
1714  *
1715  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1716  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1717  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1718  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1719  */
1720 int
1721 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1722 {
1723         struct bufobj *bo;
1724         int i;
1725         int j;
1726         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
1727         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1728         int ncl;
1729         int nwritten;
1730         int size;
1731         int maxcl;
1732
1733         bo = &vp->v_bufobj;
1734         /*
1735          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1736          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1737          * rather then at the beginning.
1738          */
1739         if ((vp->v_type == VREG) && 
1740             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1741             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1742
1743                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1744                 maxcl = MAXPHYS / size;
1745
1746                 BO_LOCK(bo);
1747                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
1748                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
1749                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1750                                 break;
1751
1752                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
1753                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
1754                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
1755                                 break;
1756                 BO_UNLOCK(bo);
1757                 --j;
1758                 ncl = i + j;
1759                 /*
1760                  * this is a possible cluster write
1761                  */
1762                 if (ncl != 1) {
1763                         BUF_UNLOCK(bp);
1764                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl);
1765                         return nwritten;
1766                 }
1767         }
1768         bremfree(bp);
1769         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1770         /*
1771          * default (old) behavior, writing out only one block
1772          *
1773          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1774          */
1775         nwritten = bp->b_bufsize;
1776         (void) bwrite(bp);
1777
1778         return nwritten;
1779 }
1780
1781 /*
1782  *      getnewbuf:
1783  *
1784  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1785  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1786  *
1787  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1788  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1789  *
1790  *      We block if:
1791  *              We have insufficient buffer headers
1792  *              We have insufficient buffer space
1793  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1794  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1795  *
1796  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1797  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1798  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1799  */
1800
1801 static struct buf *
1802 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize,
1803     int gbflags)
1804 {
1805         struct thread *td;
1806         struct buf *bp;
1807         struct buf *nbp;
1808         int defrag = 0;
1809         int nqindex;
1810         static int flushingbufs;
1811
1812         td = curthread;
1813         /*
1814          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1815          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1816          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1817          * async I/O rather then sync I/O.
1818          */
1819         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
1820         atomic_subtract_int(&getnewbufrestarts, 1);
1821 restart:
1822         atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
1823
1824         /*
1825          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1826          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1827          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1828          * dip into our reserves.
1829          *
1830          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1831          *
1832          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1833          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1834          * where we cannot backup.
1835          */
1836         mtx_lock(&bqlock);
1837         nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1838         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA]);
1839
1840         if (nbp == NULL) {
1841                 /*
1842                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1843                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1844                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1845                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1846                  */
1847                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1848                         nqindex = QUEUE_CLEAN;
1849                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN]);
1850                 }
1851
1852                 /*
1853                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1854                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1855                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1856                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1857                  */
1858                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1859                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1860                         nqindex = QUEUE_EMPTY;
1861                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
1862                 }
1863         }
1864
1865         /*
1866          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1867          * depending.
1868          */
1869
1870         while ((bp = nbp) != NULL) {
1871                 int qindex = nqindex;
1872
1873                 /*
1874                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1875                  * or do other fancy things ).
1876                  */
1877                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
1878                         switch(qindex) {
1879                         case QUEUE_EMPTY:
1880                                 nqindex = QUEUE_EMPTYKVA;
1881                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTYKVA])))
1882                                         break;
1883                                 /* FALLTHROUGH */
1884                         case QUEUE_EMPTYKVA:
1885                                 nqindex = QUEUE_CLEAN;
1886                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_CLEAN])))
1887                                         break;
1888                                 /* FALLTHROUGH */
1889                         case QUEUE_CLEAN:
1890                                 /*
1891                                  * nbp is NULL. 
1892                                  */
1893                                 break;
1894                         }
1895                 }
1896                 /*
1897                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1898                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
1899                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
1900                  * should also be non-zero at this point.  XXX
1901                  */
1902                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
1903                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
1904                         continue;
1905                 }
1906
1907                 /*
1908                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1909                  * remains valid only for QUEUE_EMPTY[KVA] bp's.
1910                  */
1911                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1912                         continue;
1913                 if (bp->b_vp) {
1914                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1915                         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) {
1916                                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1917                                 BUF_UNLOCK(bp);
1918                                 continue;
1919                         }
1920                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1921                 }
1922                 CTR6(KTR_BUF,
1923                     "getnewbuf(%p) vp %p flags %X kvasize %d bufsize %d "
1924                     "queue %d (recycling)", bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1925                     bp->b_kvasize, bp->b_bufsize, qindex);
1926
1927                 /*
1928                  * Sanity Checks
1929                  */
1930                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistant queue %d bp %p", qindex, bp));
1931
1932                 /*
1933                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1934                  * buffers.
1935                  */
1936
1937                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1938
1939                 if (bp->b_bufobj != NULL)
1940                         BO_LOCK(bp->b_bufobj);
1941                 bremfreel(bp);
1942                 if (bp->b_bufobj != NULL)
1943                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
1944                 mtx_unlock(&bqlock);
1945
1946                 if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1947                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1948                                 bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1949                                 vfs_vmio_release(bp);
1950                         }
1951                         if (bp->b_vp)
1952                                 brelvp(bp);
1953                 }
1954
1955                 /*
1956                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1957                  * the scan from this point on.
1958                  *
1959                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
1960                  * valid after this operation.
1961                  */
1962
1963                 if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1964                         crfree(bp->b_rcred);
1965                         bp->b_rcred = NOCRED;
1966                 }
1967                 if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1968                         crfree(bp->b_wcred);
1969                         bp->b_wcred = NOCRED;
1970                 }
1971                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1972                         buf_deallocate(bp);
1973                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1974                         panic("losing buffer 3");
1975                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1976                     ("bp: %p still has vnode %p.  qindex: %d",
1977                     bp, bp->b_vp, qindex));
1978                 KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1979                    ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X",
1980                     bp, bp->b_xflags));
1981
1982                 if (bp->b_bufsize)
1983                         allocbuf(bp, 0);
1984
1985                 bp->b_flags = 0;
1986                 bp->b_ioflags = 0;
1987                 bp->b_xflags = 0;
1988                 KASSERT((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) == 0,
1989                     ("buf %p still counted as free?", bp));
1990                 bp->b_vflags = 0;
1991                 bp->b_vp = NULL;
1992                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1993                 bp->b_offset = NOOFFSET;
1994                 bp->b_iodone = 0;
1995                 bp->b_error = 0;
1996                 bp->b_resid = 0;
1997                 bp->b_bcount = 0;
1998                 bp->b_npages = 0;
1999                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2000                 bp->b_bufobj = NULL;
2001                 bp->b_pin_count = 0;
2002                 bp->b_fsprivate1 = NULL;
2003                 bp->b_fsprivate2 = NULL;
2004                 bp->b_fsprivate3 = NULL;
2005
2006                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
2007
2008                 /*
2009                  * If we are defragging then free the buffer.
2010                  */
2011                 if (defrag) {
2012                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2013                         bfreekva(bp);
2014                         brelse(bp);
2015                         defrag = 0;
2016                         goto restart;
2017                 }
2018
2019                 /*
2020                  * Notify any waiters for the buffer lock about
2021                  * identity change by freeing the buffer.
2022                  */
2023                 if (qindex == QUEUE_CLEAN && BUF_LOCKWAITERS(bp)) {
2024                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2025                         bfreekva(bp);
2026                         brelse(bp);
2027                         goto restart;
2028                 }
2029
2030                 /*
2031                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2032                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2033                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2034                  */
2035                 if (bufspace >= hibufspace)
2036                         flushingbufs = 1;
2037                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2038                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2039                         bfreekva(bp);
2040                         brelse(bp);
2041                         goto restart;
2042                 }
2043                 if (bufspace < lobufspace)
2044                         flushingbufs = 0;
2045                 break;
2046         }
2047
2048         /*
2049          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2050          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2051          *
2052          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2053          */
2054
2055         if (bp == NULL) {
2056                 int flags, norunbuf;
2057                 char *waitmsg;
2058                 int fl;
2059
2060                 if (defrag) {
2061                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2062                         waitmsg = "nbufkv";
2063                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
2064                         waitmsg = "nbufbs";
2065                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2066                 } else {
2067                         waitmsg = "newbuf";
2068                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2069                 }
2070                 mtx_lock(&nblock);
2071                 needsbuffer |= flags;
2072                 mtx_unlock(&nblock);
2073                 mtx_unlock(&bqlock);
2074
2075                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2076                 if (gbflags & GB_NOWAIT_BD)
2077                         return (NULL);
2078
2079                 mtx_lock(&nblock);
2080                 while (needsbuffer & flags) {
2081                         if (vp != NULL && (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
2082                                 mtx_unlock(&nblock);
2083                                 /*
2084                                  * getblk() is called with a vnode
2085                                  * locked, and some majority of the
2086                                  * dirty buffers may as well belong to
2087                                  * the vnode. Flushing the buffers
2088                                  * there would make a progress that
2089                                  * cannot be achieved by the
2090                                  * buf_daemon, that cannot lock the
2091                                  * vnode.
2092                                  */
2093                                 norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
2094                                     (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
2095                                 /* play bufdaemon */
2096                                 td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
2097                                 fl = buf_do_flush(vp);
2098                                 td->td_pflags &= norunbuf;
2099                                 mtx_lock(&nblock);
2100                                 if (fl != 0)
2101                                         continue;
2102                                 if ((needsbuffer & flags) == 0)
2103                                         break;
2104                         }
2105                         if (msleep(&needsbuffer, &nblock,
2106                             (PRIBIO + 4) | slpflag, waitmsg, slptimeo)) {
2107                                 mtx_unlock(&nblock);
2108                                 return (NULL);
2109                         }
2110                 }
2111                 mtx_unlock(&nblock);
2112         } else {
2113                 /*
2114                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2115                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2116                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2117                  * BKVASIZE chunks.
2118                  */
2119                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2120
2121                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
2122                         vm_offset_t addr = 0;
2123
2124                         bfreekva(bp);
2125
2126                         vm_map_lock(buffer_map);
2127                         if (vm_map_findspace(buffer_map,
2128                                 vm_map_min(buffer_map), maxsize, &addr)) {
2129                                 /*
2130                                  * Uh oh.  Buffer map is to fragmented.  We
2131                                  * must defragment the map.
2132                                  */
2133                                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
2134                                 vm_map_unlock(buffer_map);
2135                                 defrag = 1;
2136                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2137                                 brelse(bp);
2138                                 goto restart;
2139                         }
2140                         if (addr) {
2141                                 vm_map_insert(buffer_map, NULL, 0,
2142                                         addr, addr + maxsize,
2143                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
2144
2145                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
2146                                 bp->b_kvasize = maxsize;
2147                                 atomic_add_long(&bufspace, bp->b_kvasize);
2148                                 atomic_add_int(&bufreusecnt, 1);
2149                         }
2150                         vm_map_unlock(buffer_map);
2151                 }
2152                 bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2153                 bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2154         }
2155         return(bp);
2156 }
2157
2158 /*
2159  *      buf_daemon:
2160  *
2161  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2162  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2163  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2164  */
2165
2166 static struct kproc_desc buf_kp = {
2167         "bufdaemon",
2168         buf_daemon,
2169         &bufdaemonproc
2170 };
2171 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2172
2173 static int
2174 buf_do_flush(struct vnode *vp)
2175 {
2176         int flushed;
2177
2178         flushed = flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 0);
2179         /* The list empty check here is slightly racy */
2180         if (!TAILQ_EMPTY(&bufqueues[QUEUE_DIRTY_GIANT])) {
2181                 mtx_lock(&Giant);
2182                 flushed += flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY_GIANT, 0);
2183                 mtx_unlock(&Giant);
2184         }
2185         if (flushed == 0) {
2186                 /*
2187                  * Could not find any buffers without rollback
2188                  * dependencies, so just write the first one
2189                  * in the hopes of eventually making progress.
2190                  */
2191                 flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY, 1);
2192                 if (!TAILQ_EMPTY(
2193                             &bufqueues[QUEUE_DIRTY_GIANT])) {
2194                         mtx_lock(&Giant);
2195                         flushbufqueues(vp, QUEUE_DIRTY_GIANT, 1);
2196                         mtx_unlock(&Giant);
2197                 }
2198         }
2199         return (flushed);
2200 }
2201
2202 static void
2203 buf_daemon()
2204 {
2205         int lodirtysave;
2206
2207         /*
2208          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2209          */
2210         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
2211             SHUTDOWN_PRI_LAST);
2212
2213         /*
2214          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2215          */
2216         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
2217         mtx_lock(&bdlock);
2218         for (;;) {
2219                 bd_request = 0;
2220                 mtx_unlock(&bdlock);
2221
2222                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
2223                 lodirtysave = lodirtybuffers;
2224                 if (bd_speedupreq) {
2225                         lodirtybuffers = numdirtybuffers / 2;
2226                         bd_speedupreq = 0;
2227                 }
2228                 /*
2229                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2230                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2231                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2232                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2233                  */
2234                 while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
2235                         if (buf_do_flush(NULL) == 0)
2236                                 break;
2237                         kern_yield(PRI_UNCHANGED);
2238                 }
2239                 lodirtybuffers = lodirtysave;
2240
2241                 /*
2242                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
2243                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
2244                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
2245                  * built up, within reason.
2246                  *
2247                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
2248                  * find any flushable buffers, we sleep half a second.
2249                  * Otherwise we loop immediately.
2250                  */
2251                 mtx_lock(&bdlock);
2252                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
2253                         /*
2254                          * We reached our low water mark, reset the
2255                          * request and sleep until we are needed again.
2256                          * The sleep is just so the suspend code works.
2257                          */
2258                         bd_request = 0;
2259                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
2260                 } else {
2261                         /*
2262                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
2263                          * still have too many dirty buffers, we
2264                          * have to sleep and try again.  (rare)
2265                          */
2266                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
2267                 }
2268         }
2269 }
2270
2271 /*
2272  *      flushbufqueues:
2273  *
2274  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2275  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2276  *      particularly sensitive to.
2277  */
2278 static int flushwithdeps = 0;
2279 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
2280     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
2281
2282 static int
2283 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int queue, int flushdeps)
2284 {
2285         struct buf *sentinel;
2286         struct vnode *vp;
2287         struct mount *mp;
2288         struct buf *bp;
2289         int hasdeps;
2290         int flushed;
2291         int target;
2292
2293         if (lvp == NULL) {
2294                 target = numdirtybuffers - lodirtybuffers;
2295                 if (flushdeps && target > 2)
2296                         target /= 2;
2297         } else
2298                 target = flushbufqtarget;
2299         flushed = 0;
2300         bp = NULL;
2301         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2302         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
2303         mtx_lock(&bqlock);
2304         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2305         while (flushed != target) {
2306                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
2307                 if (bp != NULL) {
2308                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2309                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
2310                             b_freelist);
2311                 } else
2312                         break;
2313                 /*
2314                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
2315                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
2316                  */
2317                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL)
2318                         continue;
2319                 /*
2320                  * Only flush the buffers that belong to the
2321                  * vnode locked by the curthread.
2322                  */
2323                 if (lvp != NULL && bp->b_vp != lvp)
2324                         continue;
2325                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2326                         continue;
2327                 if (bp->b_pin_count > 0) {
2328                         BUF_UNLOCK(bp);
2329                         continue;
2330                 }
2331                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2332                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
2333                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2334                         BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2335                         BUF_UNLOCK(bp);
2336                         continue;
2337                 }
2338                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2339                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2340                         bremfreel(bp);
2341                         mtx_unlock(&bqlock);
2342                         brelse(bp);
2343                         flushed++;
2344                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2345                         mtx_lock(&bqlock);
2346                         continue;
2347                 }
2348
2349                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
2350                         if (flushdeps == 0) {
2351                                 BUF_UNLOCK(bp);
2352                                 continue;
2353                         }
2354                         hasdeps = 1;
2355                 } else
2356                         hasdeps = 0;
2357                 /*
2358                  * We must hold the lock on a vnode before writing
2359                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
2360                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
2361                  * system.
2362                  *
2363                  * The lock order here is the reverse of the normal
2364                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
2365                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
2366                  */
2367                 vp = bp->b_vp;
2368                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
2369                         BUF_UNLOCK(bp);
2370                         continue;
2371                 }
2372                 if (vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT | LK_CANRECURSE) == 0) {
2373                         mtx_unlock(&bqlock);
2374                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
2375                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2376                         if (curproc == bufdaemonproc)
2377                                 vfs_bio_awrite(bp);
2378                         else {
2379                                 bremfree(bp);
2380                                 bwrite(bp);
2381                                 notbufdflashes++;
2382                         }
2383                         vn_finished_write(mp);
2384                         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2385                         flushwithdeps += hasdeps;
2386                         flushed++;
2387
2388                         /*
2389                          * Sleeping on runningbufspace while holding
2390                          * vnode lock leads to deadlock.
2391                          */
2392                         if (curproc == bufdaemonproc)
2393                                 waitrunningbufspace();
2394                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
2395                         mtx_lock(&bqlock);
2396                         continue;
2397                 }
2398                 vn_finished_write(mp);
2399                 BUF_UNLOCK(bp);
2400         }
2401         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
2402         mtx_unlock(&bqlock);
2403         free(sentinel, M_TEMP);
2404         return (flushed);
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Check to see if a block is currently memory resident.
2409  */
2410 struct buf *
2411 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
2412 {
2413         struct buf *bp;
2414
2415         BO_LOCK(bo);
2416         bp = gbincore(bo, blkno);
2417         BO_UNLOCK(bo);
2418         return (bp);
2419 }
2420
2421 /*
2422  * Returns true if no I/O is needed to access the
2423  * associated VM object.  This is like incore except
2424  * it also hunts around in the VM system for the data.
2425  */
2426
2427 static int
2428 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
2429 {
2430         vm_object_t obj;
2431         vm_offset_t toff, tinc, size;
2432         vm_page_t m;
2433         vm_ooffset_t off;
2434
2435         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
2436
2437         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
2438                 return 1;
2439         if (vp->v_mount == NULL)
2440                 return 0;
2441         obj = vp->v_object;
2442         if (obj == NULL)
2443                 return (0);
2444
2445         size = PAGE_SIZE;
2446         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2447                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2448         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2449
2450         VM_OBJECT_LOCK(obj);
2451         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2452                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
2453                 if (!m)
2454                         goto notinmem;
2455                 tinc = size;
2456                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
2457                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
2458                 if (vm_page_is_valid(m,
2459                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2460                         goto notinmem;
2461         }
2462         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2463         return 1;
2464
2465 notinmem:
2466         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
2467         return (0);
2468 }
2469
2470 /*
2471  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2472  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
2473  * to the size of the buffer.
2474  *
2475  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
2476  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
2477  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
2478  *
2479  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
2480  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
2481  */
2482 static void
2483 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
2484 {
2485         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
2486         vm_page_t m;
2487         int i;
2488
2489         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2490                 return;
2491
2492         foff = bp->b_offset;
2493         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2494             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
2495
2496         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2497         vfs_drain_busy_pages(bp);
2498         vfs_setdirty_locked_object(bp);
2499         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2500                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2501                 eoff = noff;
2502                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
2503                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
2504                 m = bp->b_pages[i];
2505                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
2506                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
2507                 foff = noff;
2508         }
2509         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
2510 }
2511
2512 static void
2513 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
2514 {
2515         vm_object_t object;
2516         int i;
2517
2518         object = bp->b_bufobj->bo_object;
2519         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2520
2521         /*
2522          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2523          * object has been flushed yet.
2524          */
2525         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
2526                 vm_offset_t boffset;
2527                 vm_offset_t eoffset;
2528
2529                 /*
2530                  * test the pages to see if they have been modified directly
2531                  * by users through the VM system.
2532                  */
2533                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
2534                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
2535
2536                 /*
2537                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2538                  * (eoffset - boffset) bytes.
2539                  */
2540
2541                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2542                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
2543                                 break;
2544                 }
2545                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2546
2547                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
2548                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
2549                                 break;
2550                         }
2551                 }
2552                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
2553
2554                 /*
2555                  * Fit it to the buffer.
2556                  */
2557
2558                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2559                         eoffset = bp->b_bcount;
2560
2561                 /*
2562                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2563                  * dirty range.
2564                  */
2565
2566                 if (boffset < eoffset) {
2567                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2568                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2569                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2570                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2571                 }
2572         }
2573 }
2574
2575 /*
2576  *      getblk:
2577  *
2578  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2579  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
2580  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
2581  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
2582  *      READ.
2583  *
2584  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2585  *      an existing buffer.
2586  *
2587  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2588  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2589  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2590  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2591  *
2592  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2593  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2594  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2595  *      backing VM.
2596  *
2597  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2598  *      B_CACHE bit is clear.
2599  *      
2600  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2601  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2602  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2603  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2604  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2605  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2606  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2607  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2608  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
2609  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2610  */
2611 struct buf *
2612 getblk(struct vnode * vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
2613     int flags)
2614 {
2615         struct buf *bp;
2616         struct bufobj *bo;
2617         int error;
2618
2619         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
2620         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
2621         if (size > MAXBSIZE)
2622                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)\n", size, MAXBSIZE);
2623
2624         bo = &vp->v_bufobj;
2625 loop:
2626         /*
2627          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
2628          * to completely exhaust the buffer cache.
2629          *
2630          * If this check ever becomes a bottleneck it may be better to
2631          * move it into the else, when gbincore() fails.  At the moment
2632          * it isn't a problem.
2633          *
2634          * XXX remove if 0 sections (clean this up after its proven)
2635          */
2636         if (numfreebuffers == 0) {
2637                 if (TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
2638                         return NULL;
2639                 mtx_lock(&nblock);
2640                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
2641                 mtx_unlock(&nblock);
2642         }
2643
2644         BO_LOCK(bo);
2645         bp = gbincore(bo, blkno);
2646         if (bp != NULL) {
2647                 int lockflags;
2648                 /*
2649                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy, it must
2650                  * be on a queue.
2651                  */
2652                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
2653
2654                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
2655                         lockflags |= LK_NOWAIT;
2656
2657                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
2658                     BO_MTX(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
2659
2660                 /*
2661                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
2662                  * the buffer changed identities.
2663                  */
2664                 if (error == ENOLCK)
2665                         goto loop;
2666                 /* We timed out or were interrupted. */
2667                 else if (error)
2668                         return (NULL);
2669
2670                 /*
2671                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2672                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
2673                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
2674                  * backing VM cache.
2675                  */
2676                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2677                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2678                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
2679                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2680                 BO_LOCK(bo);
2681                 bremfree(bp);
2682                 BO_UNLOCK(bo);
2683
2684                 /*
2685                  * check for size inconsistancies for non-VMIO case.
2686                  */
2687
2688                 if (bp->b_bcount != size) {
2689                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
2690                             (size > bp->b_kvasize)) {
2691                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2692                                         /*
2693                                          * If buffer is pinned and caller does
2694                                          * not want sleep  waiting for it to be
2695                                          * unpinned, bail out
2696                                          * */
2697                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
2698                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
2699                                                         bqrelse(bp);
2700                                                         return (NULL);
2701                                                 } else {
2702                                                         bunpin_wait(bp);
2703                                                 }
2704                                         }
2705                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2706                                         bwrite(bp);
2707                                 } else {
2708                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2709                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2710                                                 brelse(bp);
2711                                         } else {
2712                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2713                                                 bwrite(bp);
2714                                         }
2715                                 }
2716                                 goto loop;
2717                         }
2718                 }
2719
2720                 /*
2721                  * If the size is inconsistant in the VMIO case, we can resize
2722                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
2723                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
2724                  * unchanged from its previous state.
2725                  */
2726
2727                 if (bp->b_bcount != size)
2728                         allocbuf(bp, size);
2729
2730                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
2731                     ("getblk: no buffer offset"));
2732
2733                 /*
2734                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2735                  * be committed before we can return the buffer in
2736                  * order to prevent the caller from issuing a read
2737                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2738                  * it.
2739                  *
2740                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2741                  * operate properly either because they assume they
2742                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2743                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2744                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2745                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2746                  * preventing further loops.
2747                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2748                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2749                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2750                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2751                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2752                  * after the write.
2753                  *
2754                  * We might be able to do something fancy, like setting
2755                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2756                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2757                  * confusing.  This is much easier.
2758                  */
2759
2760                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2761                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2762                         bwrite(bp);
2763                         goto loop;
2764                 }
2765                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2766         } else {
2767                 int bsize, maxsize, vmio;
2768                 off_t offset;
2769
2770                 /*
2771                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2772                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2773                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2774                  */
2775                 BO_UNLOCK(bo);
2776                 /*
2777                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
2778                  * here.
2779                  */
2780                 if (flags & GB_NOCREAT)
2781                         return NULL;
2782                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
2783                 offset = blkno * bsize;
2784                 vmio = vp->v_object != NULL;
2785                 maxsize = vmio ? size + (offset & PAGE_MASK) : size;
2786                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2787
2788                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, size, maxsize, flags);
2789                 if (bp == NULL) {
2790                         if (slpflag || slptimeo)
2791                                 return NULL;
2792                         goto loop;
2793                 }
2794
2795                 /*
2796                  * This code is used to make sure that a buffer is not
2797                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
2798                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
2799                  * If the buffer is created out from under us, we have to
2800                  * throw away the one we just created.
2801                  *
2802                  * Note: this must occur before we associate the buffer
2803                  * with the vp especially considering limitations in
2804                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
2805                  * lblkno's.
2806                  */
2807                 BO_LOCK(bo);
2808                 if (gbincore(bo, blkno)) {
2809                         BO_UNLOCK(bo);
2810                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2811                         brelse(bp);
2812                         goto loop;
2813                 }
2814
2815                 /*
2816                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
2817                  * be found by incore.
2818                  */
2819                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
2820                 bp->b_offset = offset;
2821                 bgetvp(vp, bp);
2822                 BO_UNLOCK(bo);
2823
2824                 /*
2825                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
2826                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
2827                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
2828                  * backing store for validity.
2829                  */
2830
2831                 if (vmio) {
2832                         bp->b_flags |= B_VMIO;
2833                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
2834                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
2835                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
2836                 } else {
2837                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
2838                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
2839                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
2840                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
2841                 }
2842
2843                 allocbuf(bp, size);
2844                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2845         }
2846         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
2847         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2848         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
2849             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
2850         return (bp);
2851 }
2852
2853 /*
2854  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
2855  * set to B_INVAL.
2856  */
2857 struct buf *
2858 geteblk(int size, int flags)
2859 {
2860         struct buf *bp;
2861         int maxsize;
2862
2863         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2864         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, size, maxsize, flags)) == NULL) {
2865                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
2866                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
2867                         return (NULL);
2868         }
2869         allocbuf(bp, size);
2870         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2871         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2872         return (bp);
2873 }
2874
2875
2876 /*
2877  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2878  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2879  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2880  * resize a buffer up or down.
2881  *
2882  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2883  * deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
2884  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
2885  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2886  *
2887  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2888  * B_CACHE for the non-VMIO case.
2889  */
2890
2891 int
2892 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2893 {
2894         int newbsize, mbsize;
2895         int i;
2896
2897         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2898
2899         if (bp->b_kvasize < size)
2900                 panic("allocbuf: buffer too small");
2901
2902         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2903                 caddr_t origbuf;
2904                 int origbufsize;
2905                 /*
2906                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
2907                  * mess with B_CACHE.
2908                  */
2909                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2910                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2911                         newbsize = mbsize;
2912                 else
2913                         newbsize = round_page(size);
2914
2915                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2916                         /*
2917                          * malloced buffers are not shrunk
2918                          */
2919                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2920                                 if (newbsize) {
2921                                         bp->b_bcount = size;
2922                                 } else {
2923                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
2924                                         if (bp->b_bufsize) {
2925                                                 atomic_subtract_long(
2926                                                     &bufmallocspace,
2927                                                     bp->b_bufsize);
2928                                                 bufspacewakeup();
2929                                                 bp->b_bufsize = 0;
2930                                         }
2931                                         bp->b_saveaddr = bp->b_kvabase;
2932                                         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
2933                                         bp->b_bcount = 0;
2934                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2935                                 }
2936                                 return 1;
2937                         }               
2938                         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
2939                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
2940                         /*
2941                          * We only use malloced memory on the first allocation.
2942                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
2943                          * grows.
2944                          */
2945                         /*
2946                          * There is a potential smp race here that could lead
2947                          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
2948                          * is probably extremely rare and not worth worrying
2949                          * over.
2950                          */
2951                         if ( (bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
2952                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
2953                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
2954
2955                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
2956                                 bp->b_bufsize = mbsize;
2957                                 bp->b_bcount = size;
2958                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
2959                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
2960                                 return 1;
2961                         }
2962                         origbuf = NULL;
2963                         origbufsize = 0;
2964                         /*
2965                          * If the buffer is growing on its other-than-first allocation,
2966                          * then we revert to the page-allocation scheme.
2967                          */
2968                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2969                                 origbuf = bp->b_data;
2970                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
2971                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2972                                 if (bp->b_bufsize) {
2973                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
2974                                             bp->b_bufsize);
2975                                         bufspacewakeup();
2976                                         bp->b_bufsize = 0;
2977                                 }
2978                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2979                                 newbsize = round_page(newbsize);
2980                         }
2981                         vm_hold_load_pages(
2982                             bp,
2983                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
2984                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
2985                         if (origbuf) {
2986                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
2987                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
2988                         }
2989                 }
2990         } else {
2991                 int desiredpages;
2992
2993                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2994                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
2995                         num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
2996
2997                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2998                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
2999                 /*
3000                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3001                  * 0-length.
3002                  */
3003                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3004                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3005
3006                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3007                         /*
3008                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3009                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3010                          * if we have to remove any pages.
3011                          */
3012                         if (desiredpages < bp->b_npages) {
3013                                 vm_page_t m;
3014
3015                                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page(
3016                                     (vm_offset_t)bp->b_data) +
3017                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3018                                     (bp->b_npages - desiredpages));
3019                                 VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3020                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3021                                         /*
3022                                          * the page is not freed here -- it
3023                                          * is the responsibility of 
3024                                          * vnode_pager_setsize
3025                                          */
3026                                         m = bp->b_pages[i];
3027                                         KASSERT(m != bogus_page,
3028                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3029                                         while (vm_page_sleep_if_busy(m, TRUE,
3030                                             "biodep"))
3031                                                 continue;
3032
3033                                         bp->b_pages[i] = NULL;
3034                                         vm_page_lock(m);
3035                                         vm_page_unwire(m, 0);
3036                                         vm_page_unlock(m);
3037                                 }
3038                                 VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3039                                 bp->b_npages = desiredpages;
3040                         }
3041                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3042                         /*
3043                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3044                          * byte-granular fashion.
3045                          */
3046                         vm_object_t obj;
3047                         vm_offset_t toff;
3048                         vm_offset_t tinc;
3049
3050                         /*
3051                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3052                          * allocating them if necessary.  We must clear
3053                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3054                          * range covered by the buffer.
3055                          */
3056
3057                         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3058
3059                         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3060                         while (bp->b_npages < desiredpages) {
3061                                 vm_page_t m;
3062
3063                                 /*
3064                                  * We must allocate system pages since blocking
3065                                  * here could intefere with paging I/O, no
3066                                  * matter which process we are.
3067                                  *
3068                                  * We can only test VPO_BUSY here.  Blocking on
3069                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3070                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3071                                  * Thus, we specify VM_ALLOC_IGN_SBUSY.
3072                                  */
3073                                 m = vm_page_grab(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) +
3074                                     bp->b_npages, VM_ALLOC_NOBUSY |
3075                                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3076                                     VM_ALLOC_RETRY | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3077                                     VM_ALLOC_COUNT(desiredpages - bp->b_npages));
3078                                 if (m->valid == 0)
3079                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3080                                 bp->b_pages[bp->b_npages] = m;
3081                                 ++bp->b_npages;
3082                         }
3083
3084                         /*
3085                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3086                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3087                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3088                          * byte-granular range ( bcount and size ), new the
3089                          * aligned range ( newbsize ).
3090                          *
3091                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3092                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3093                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3094                          * fails with NFS if the server or some other client
3095                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3096                          * B_CACHE may remain set! XXX
3097                          */
3098
3099                         toff = bp->b_bcount;
3100                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3101
3102                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3103                                 vm_pindex_t pi;
3104
3105                                 if (tinc > (size - toff))
3106                                         tinc = size - toff;
3107
3108                                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3109                                     PAGE_SHIFT;
3110
3111                                 vfs_buf_test_cache(
3112                                     bp, 
3113                                     bp->b_offset,
3114                                     toff, 
3115                                     tinc, 
3116                                     bp->b_pages[pi]
3117                                 );
3118                                 toff += tinc;
3119                                 tinc = PAGE_SIZE;
3120                         }
3121                         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3122
3123                         /*
3124                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3125                          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but 
3126                          * bp->b_offset may be offset into the first page.
3127                          */
3128
3129                         bp->b_data = (caddr_t)
3130                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3131                         pmap_qenter(
3132                             (vm_offset_t)bp->b_data,
3133                             bp->b_pages, 
3134                             bp->b_npages
3135                         );
3136                         
3137                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
3138                             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
3139                 }
3140         }
3141         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3142                 bufspacewakeup();
3143         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3144         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3145         return 1;
3146 }
3147
3148 void
3149 biodone(struct bio *bp)
3150 {
3151         struct mtx *mtxp;
3152         void (*done)(struct bio *);
3153
3154         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3155         mtx_lock(mtxp);
3156         bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3157         done = bp->bio_done;
3158         if (done == NULL)
3159                 wakeup(bp);
3160         mtx_unlock(mtxp);
3161         if (done != NULL)
3162                 done(bp);
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Wait for a BIO to finish.
3167  *
3168  * XXX: resort to a timeout for now.  The optimal locking (if any) for this
3169  * case is not yet clear.
3170  */
3171 int
3172 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3173 {
3174         struct mtx *mtxp;
3175
3176         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3177         mtx_lock(mtxp);
3178         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3179                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, hz / 10);
3180         mtx_unlock(mtxp);
3181         if (bp->bio_error != 0)
3182                 return (bp->bio_error);
3183         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3184                 return (0);
3185         return (EIO);
3186 }
3187
3188 void
3189 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3190 {
3191         
3192         if (error) {
3193                 bp->bio_error = error;
3194                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3195         }
3196         if (stat != NULL)
3197                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3198         biodone(bp);
3199 }
3200
3201 /*
3202  *      bufwait:
3203  *
3204  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3205  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3206  *      error and cleared.
3207  */
3208 int
3209 bufwait(struct buf *bp)
3210 {
3211         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3212                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
3213         else
3214                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
3215         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3216                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3217                 return (EINTR);
3218         }
3219         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
3220                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3221         } else {
3222                 return (0);
3223         }
3224 }
3225
3226  /*
3227   * Call back function from struct bio back up to struct buf.
3228   */
3229 static void
3230 bufdonebio(struct bio *bip)
3231 {
3232         struct buf *bp;
3233
3234         bp = bip->bio_caller2;
3235         bp->b_resid = bp->b_bcount - bip->bio_completed;
3236         bp->b_resid = bip->bio_resid;   /* XXX: remove */
3237         bp->b_ioflags = bip->bio_flags;
3238         bp->b_error = bip->bio_error;
3239         if (bp->b_error)
3240                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
3241         bufdone(bp);
3242         g_destroy_bio(bip);
3243 }
3244
3245 void
3246 dev_strategy(struct cdev *dev, struct buf *bp)
3247 {
3248         struct cdevsw *csw;
3249         struct bio *bip;
3250         int ref;
3251
3252         if ((!bp->b_iocmd) || (bp->b_iocmd & (bp->b_iocmd - 1)))
3253                 panic("b_iocmd botch");
3254         for (;;) {
3255                 bip = g_new_bio();
3256                 if (bip != NULL)
3257                         break;
3258                 /* Try again later */
3259                 tsleep(&bp, PRIBIO, "dev_strat", hz/10);
3260         }
3261         bip->bio_cmd = bp->b_iocmd;
3262         bip->bio_offset = bp->b_iooffset;
3263         bip->bio_length = bp->b_bcount;
3264         bip->bio_bcount = bp->b_bcount; /* XXX: remove */
3265         bip->bio_data = bp->b_data;
3266         bip->bio_done = bufdonebio;
3267         bip->bio_caller2 = bp;
3268         bip->bio_dev = dev;
3269         KASSERT(dev->si_refcount > 0,
3270             ("dev_strategy on un-referenced struct cdev *(%s)",
3271             devtoname(dev)));
3272         csw = dev_refthread(dev, &ref);
3273         if (csw == NULL) {
3274                 g_destroy_bio(bip);
3275                 bp->b_error = ENXIO;
3276                 bp->b_ioflags = BIO_ERROR;
3277                 bufdone(bp);
3278                 return;
3279         }
3280         (*csw->d_strategy)(bip);
3281         dev_relthread(dev, ref);
3282 }
3283
3284 /*
3285  *      bufdone:
3286  *
3287  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3288  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3289  *      not allowed.
3290  *
3291  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3292  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3293  *      assuming B_INVAL is clear.
3294  *
3295  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3296  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3297  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3298  *
3299  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3300  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3301  *      in the biodone routine.
3302  */
3303 void
3304 bufdone(struct buf *bp)
3305 {
3306         struct bufobj *dropobj;
3307         void    (*biodone)(struct buf *);
3308
3309         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3310         dropobj = NULL;
3311
3312         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
3313         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3314
3315         runningbufwakeup(bp);
3316         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
3317                 dropobj = bp->b_bufobj;
3318         /* call optional completion function if requested */
3319         if (bp->b_iodone != NULL) {
3320                 biodone = bp->b_iodone;
3321                 bp->b_iodone = NULL;
3322                 (*biodone) (bp);
3323                 if (dropobj)
3324                         bufobj_wdrop(dropobj);
3325                 return;
3326         }
3327
3328         bufdone_finish(bp);
3329
3330         if (dropobj)
3331                 bufobj_wdrop(dropobj);
3332 }
3333
3334 void
3335 bufdone_finish(struct buf *bp)
3336 {
3337         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3338
3339         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
3340                 buf_complete(bp);
3341
3342         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3343                 vm_ooffset_t foff;
3344                 vm_page_t m;
3345                 vm_object_t obj;
3346                 struct vnode *vp;
3347                 int bogus, i, iosize;
3348
3349                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3350                 KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
3351                     ("biodone_finish: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
3352                     obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
3353
3354                 vp = bp->b_vp;
3355                 KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
3356                     ("biodone_finish: vnode %p has zero hold count", vp));
3357                 KASSERT(vp->v_object != NULL,
3358                     ("biodone_finish: vnode %p has no vm_object", vp));
3359
3360                 foff = bp->b_offset;
3361                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3362                     ("biodone_finish: bp %p has no buffer offset", bp));
3363
3364                 /*
3365                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3366                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3367                  * routines.
3368                  */
3369                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3370                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
3371                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
3372                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
3373                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3374                 }
3375                 bogus = 0;
3376                 VM_OBJECT_LOCK(obj);
3377                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3378                         int bogusflag = 0;
3379                         int resid;
3380
3381                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3382                         if (resid > iosize)
3383                                 resid = iosize;
3384
3385                         /*
3386                          * cleanup bogus pages, restoring the originals
3387                          */
3388                         m = bp->b_pages[i];
3389                         if (m == bogus_page) {
3390                                 bogus = bogusflag = 1;
3391                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3392                                 if (m == NULL)
3393                                         panic("biodone: page disappeared!");
3394                                 bp->b_pages[i] = m;
3395                         }
3396                         KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3397                             ("biodone_finish: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3398                             (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3399
3400                         /*
3401                          * In the write case, the valid and clean bits are
3402                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3403                          * only need to do this here in the read case.
3404                          */
3405                         if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
3406                                 KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff &
3407                                     PAGE_MASK, resid)) == 0, ("bufdone_finish:"
3408                                     " page %p has unexpected dirty bits", m));
3409                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3410                         }
3411
3412                         vm_page_io_finish(m);
3413                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3414                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3415                         iosize -= resid;
3416                 }
3417                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3418                 VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3419                 if (bogus)
3420                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3421                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3422         }
3423
3424         /*
3425          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3426          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3427          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3428          */
3429
3430         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3431                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
3432                         brelse(bp);
3433                 else
3434                         bqrelse(bp);
3435         } else
3436                 bdone(bp);
3437 }
3438
3439 /*
3440  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
3441  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3442  * consistant.
3443  */
3444 void
3445 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3446 {
3447         int i;
3448         vm_object_t obj;
3449         vm_page_t m;
3450
3451         runningbufwakeup(bp);
3452         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3453                 return;
3454
3455         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3456         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3457         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3458                 m = bp->b_pages[i];
3459                 if (m == bogus_page) {
3460                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
3461                         if (!m)
3462                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
3463                         bp->b_pages[i] = m;
3464                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3465                             bp->b_pages, bp->b_npages);
3466                 }
3467                 vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3468                 vm_page_io_finish(m);
3469         }
3470         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3471         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3472 }
3473
3474 /*
3475  * vfs_page_set_valid:
3476  *
3477  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3478  *      range is restricted to the buffer's size.
3479  *
3480  *      This routine is typically called after a read completes.
3481  */
3482 static void
3483 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3484 {
3485         vm_ooffset_t eoff;
3486
3487         /*
3488          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
3489          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
3490          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
3491          * allocation size of the buffer.
3492          */
3493         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
3494         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3495                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3496
3497         /*
3498          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3499          * entire page.
3500          */
3501         if (eoff > off)
3502                 vm_page_set_valid(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
3503 }
3504
3505 /*
3506  * vfs_page_set_validclean:
3507  *
3508  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
3509  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
3510  */
3511 static void
3512 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
3513 {
3514         vm_ooffset_t soff, eoff;
3515
3516         /*
3517          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3518          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3519          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3520          * of the buffer.
3521          */
3522         soff = off;
3523         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3524         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
3525                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
3526
3527         /*
3528          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3529          * entire page.
3530          */
3531         if (eoff > soff) {
3532                 vm_page_set_validclean(
3533                     m,
3534                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3535                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3536                 );
3537         }
3538 }
3539
3540 /*
3541  * Ensure that all buffer pages are not busied by VPO_BUSY flag. If
3542  * any page is busy, drain the flag.
3543  */
3544 static void
3545 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
3546 {
3547         vm_page_t m;
3548         int i, last_busied;
3549
3550         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_bufobj->bo_object, MA_OWNED);
3551         last_busied = 0;
3552         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3553                 m = bp->b_pages[i];
3554                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0) {
3555                         for (; last_busied < i; last_busied++)
3556                                 vm_page_busy(bp->b_pages[last_busied]);
3557                         while ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0)
3558                                 vm_page_sleep(m, "vbpage");
3559                 }
3560         }
3561         for (i = 0; i < last_busied; i++)
3562                 vm_page_wakeup(bp->b_pages[i]);
3563 }
3564
3565 /*
3566  * This routine is called before a device strategy routine.
3567  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3568  * progress, and treat the pages associated with the buffer
3569  * almost as being VPO_BUSY.  Also the object paging_in_progress
3570  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
3571  * inconsistant.
3572  *
3573  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3574  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3575  * and should be ignored.
3576  */
3577 void
3578 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
3579 {
3580         int i, bogus;
3581         vm_object_t obj;
3582         vm_ooffset_t foff;
3583         vm_page_t m;
3584
3585         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3586                 return;
3587
3588         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3589         foff = bp->b_offset;
3590         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3591             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
3592         VM_OBJECT_LOCK(obj);
3593         vfs_drain_busy_pages(bp);
3594         if (bp->b_bufsize != 0)
3595                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
3596         bogus = 0;
3597         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3598                 m = bp->b_pages[i];
3599
3600                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
3601                         vm_object_pip_add(obj, 1);
3602                         vm_page_io_start(m);
3603                 }
3604                 /*
3605                  * When readying a buffer for a read ( i.e
3606                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
3607                  * bogus_page replacement for valid pages in 
3608                  * partially instantiated buffers.  Partially 
3609                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
3610                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
3611                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
3612                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
3613                  * first place ).  The replacement prevents the read
3614                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
3615                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
3616                  * It may not work properly with small-block devices.
3617                  * We need to find a better way.
3618                  */
3619                 if (clear_modify) {
3620                         pmap_remove_write(m);
3621                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3622                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3623                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
3624                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
3625                         bogus++;
3626                 }
3627                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3628         }
3629         VM_OBJECT_UNLOCK(obj);
3630         if (bogus)
3631                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3632                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3633 }
3634
3635 /*
3636  *      vfs_bio_set_valid:
3637  *
3638  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
3639  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
3640  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
3641  *      page.
3642  */
3643 void   
3644 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
3645 {
3646         int i, n;
3647         vm_page_t m;
3648
3649         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
3650                 return;
3651
3652         /*
3653          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
3654          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
3655          * first page that can be validated.
3656          */
3657         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3658         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
3659
3660         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3661         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
3662                 m = bp->b_pages[i];
3663                 if (n > size)
3664                         n = size;
3665                 vm_page_set_valid(m, base & PAGE_MASK, n);
3666                 base += n;
3667                 size -= n;
3668                 n = PAGE_SIZE;
3669         }
3670         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3671 }
3672
3673 /*
3674  *      vfs_bio_clrbuf:
3675  *
3676  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
3677  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
3678  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
3679  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
3680  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
3681  *
3682  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
3683  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
3684  */
3685 void
3686 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
3687 {
3688         int i, j, mask;
3689         caddr_t sa, ea;
3690
3691         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
3692                 clrbuf(bp);
3693                 return;
3694         }
3695         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
3696         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
3697         VM_OBJECT_LOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3698         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
3699             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
3700                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
3701                         goto unlock;
3702                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
3703                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[0]->object, MA_OWNED);
3704                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
3705                         goto unlock;
3706                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
3707                         bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
3708                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
3709                         goto unlock;
3710                 }
3711         }
3712         ea = sa = bp->b_data;
3713         for(i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = ea) {
3714                 ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
3715                 ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
3716                     (u_long)(vm_offset_t)ea,
3717                     (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
3718                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
3719                         continue;
3720                 j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
3721                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
3722                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(bp->b_pages[i]->object, MA_OWNED);
3723                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
3724                         continue;
3725                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
3726                         bzero(sa, ea - sa);
3727                 else {
3728                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
3729                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0)
3730                                         bzero(sa, DEV_BSIZE);
3731                         }
3732                 }
3733                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
3734         }
3735 unlock:
3736         VM_OBJECT_UNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3737         bp->b_resid = 0;
3738 }
3739
3740 /*
3741  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
3742  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
3743  * not associated with a file object.
3744  */
3745 static void
3746 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3747 {
3748         vm_offset_t pg;
3749         vm_page_t p;
3750         int index;
3751
3752         to = round_page(to);
3753         from = round_page(from);
3754         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3755
3756         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3757 tryagain:
3758                 /*
3759                  * note: must allocate system pages since blocking here
3760                  * could interfere with paging I/O, no matter which
3761                  * process we are.
3762                  */
3763                 p = vm_page_alloc(NULL, pg >> PAGE_SHIFT, VM_ALLOC_NOOBJ |
3764                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
3765                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
3766                 if (!p) {
3767                         VM_WAIT;
3768                         goto tryagain;
3769                 }
3770                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
3771                 bp->b_pages[index] = p;
3772         }
3773         bp->b_npages = index;
3774 }
3775
3776 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
3777 static void
3778 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
3779 {
3780         vm_offset_t from;
3781         vm_page_t p;
3782         int index, newnpages;
3783
3784         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
3785         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3786         if (bp->b_npages > newnpages)
3787                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
3788         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
3789                 p = bp->b_pages[index];
3790                 bp->b_pages[index] = NULL;
3791                 if (p->busy != 0)
3792                         printf("vm_hold_free_pages: blkno: %jd, lblkno: %jd\n",
3793                             (intmax_t)bp->b_blkno, (intmax_t)bp->b_lblkno);
3794                 p->wire_count--;
3795                 vm_page_free(p);
3796                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
3797         }
3798         bp->b_npages = newnpages;
3799 }
3800
3801 /*
3802  * Map an IO request into kernel virtual address space.
3803  *
3804  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
3805  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
3806  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
3807  *
3808  * Note that even if the caller determines that the address space should
3809  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
3810  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
3811  * check the return value.
3812  */
3813 int
3814 vmapbuf(struct buf *bp)
3815 {
3816         caddr_t kva;
3817         vm_prot_t prot;
3818         int pidx;
3819
3820         if (bp->b_bufsize < 0)
3821                 return (-1);
3822         prot = VM_PROT_READ;
3823         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
3824                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
3825         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
3826             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
3827             btoc(MAXPHYS))) < 0)
3828                 return (-1);
3829         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_pages, pidx);
3830         
3831         kva = bp->b_saveaddr;
3832         bp->b_npages = pidx;
3833         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
3834         bp->b_data = kva + (((vm_offset_t) bp->b_data) & PAGE_MASK);
3835         return(0);
3836 }
3837
3838 /*
3839  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
3840  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
3841  */
3842 void
3843 vunmapbuf(struct buf *bp)
3844 {
3845         int npages;
3846
3847         npages = bp->b_npages;
3848         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
3849         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
3850         
3851         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3852 }
3853
3854 void
3855 bdone(struct buf *bp)
3856 {
3857         struct mtx *mtxp;
3858
3859         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3860         mtx_lock(mtxp);
3861         bp->b_flags |= B_DONE;
3862         wakeup(bp);
3863         mtx_unlock(mtxp);
3864 }
3865
3866 void
3867 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
3868 {
3869         struct mtx *mtxp;
3870
3871         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3872         mtx_lock(mtxp);
3873         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
3874                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
3875         mtx_unlock(mtxp);
3876 }
3877
3878 int
3879 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
3880 {
3881
3882         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
3883 }
3884
3885 void
3886 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
3887 {
3888         int i = 0;
3889         struct vnode *vp;
3890
3891         vp = bp->b_vp;
3892         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
3893         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
3894             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
3895         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
3896         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
3897 }
3898
3899 void
3900 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
3901 {
3902
3903         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3904         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3905         bo->bo_numoutput++;
3906 }
3907
3908 void
3909 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
3910 {
3911
3912         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
3913         BO_LOCK(bo);
3914         bo->bo_numoutput++;
3915         BO_UNLOCK(bo);
3916 }
3917
3918 void
3919 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
3920 {
3921
3922         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
3923         BO_LOCK(bo);
3924         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
3925         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
3926                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
3927                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
3928         }
3929         BO_UNLOCK(bo);
3930 }
3931
3932 int
3933 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
3934 {
3935         int error;
3936
3937         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
3938         ASSERT_BO_LOCKED(bo);
3939         error = 0;
3940         while (bo->bo_numoutput) {
3941                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
3942                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_MTX(bo),
3943                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
3944                 if (error)
3945                         break;
3946         }
3947         return (error);
3948 }
3949
3950 void
3951 bpin(struct buf *bp)
3952 {
3953         struct mtx *mtxp;
3954
3955         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3956         mtx_lock(mtxp);
3957         bp->b_pin_count++;
3958         mtx_unlock(mtxp);
3959 }
3960
3961 void
3962 bunpin(struct buf *bp)
3963 {
3964         struct mtx *mtxp;
3965
3966         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3967         mtx_lock(mtxp);
3968         if (--bp->b_pin_count == 0)
3969                 wakeup(bp);
3970         mtx_unlock(mtxp);
3971 }
3972
3973 void
3974 bunpin_wait(struct buf *bp)
3975 {
3976         struct mtx *mtxp;
3977
3978         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3979         mtx_lock(mtxp);
3980         while (bp->b_pin_count > 0)
3981                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
3982         mtx_unlock(mtxp);
3983 }
3984
3985 #include "opt_ddb.h"
3986 #ifdef DDB
3987 #include <ddb/ddb.h>
3988
3989 /* DDB command to show buffer data */
3990 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
3991 {
3992         /* get args */
3993         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
3994
3995         if (!have_addr) {
3996                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
3997                 return;
3998         }
3999
4000         db_printf("buf at %p\n", bp);
4001         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
4002         db_printf(
4003             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4004             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4005             "b_dep = %p\n",
4006             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4007             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4008             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4009         if (bp->b_npages) {
4010                 int i;
4011                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4012                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4013                         vm_page_t m;
4014                         m = bp->b_pages[i];
4015                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4016                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4017                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4018                                 db_printf(",");
4019                 }
4020                 db_printf("\n");
4021         }
4022         db_printf(" ");
4023         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4024 }
4025
4026 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4027 {
4028         struct buf *bp;
4029         int i;
4030
4031         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4032                 bp = &buf[i];
4033                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4034                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4035                         db_printf("\n");
4036                 }
4037         }
4038 }
4039
4040 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4041 {
4042         struct vnode *vp;
4043         struct buf *bp;
4044
4045         if (!have_addr) {
4046                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4047                 return;
4048         }
4049         vp = (struct vnode *)addr;
4050         db_printf("Clean buffers:\n");
4051         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4052                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4053                 db_printf("\n");
4054         }
4055         db_printf("Dirty buffers:\n");
4056         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
4057                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4058                 db_printf("\n");
4059         }
4060 }
4061
4062 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
4063 {
4064         struct buf *bp;
4065         int i, used = 0, nfree = 0;
4066
4067         if (have_addr) {
4068                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
4069                 return;
4070         }
4071
4072         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4073                 bp = &buf[i];
4074                 if ((bp->b_vflags & BV_INFREECNT) != 0)
4075                         nfree++;
4076                 else
4077                         used++;
4078         }
4079
4080         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
4081             nfree + used);
4082         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
4083 }
4084 #endif /* DDB */