sys/kern/vfs_bio.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice immediately at the beginning of the file, without modification,
  10  *    this list of conditions, and the following disclaimer.
  11  * 2. Absolutely no warranty of function or purpose is made by the author
  12  *              John S. Dyson.
  13  *
  14  * $FreeBSD: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.242.2.20 2003/05/28 18:38:10 alc Exp $
  15  * $DragonFly: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.115 2008/08/13 11:02:31 swildner Exp $
  16  */
  17
  18 /*
  19  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
  20  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
  21  * sure that the performance degradation associated with schemes such
  22  * as this is not realized.
  23  *
  24  * Author:  John S. Dyson
  25  * Significant help during the development and debugging phases
  26  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
  27  *
  28  * see man buf(9) for more info.
  29  */
  30
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/buf.h>
  34 #include <sys/conf.h>
  35 #include <sys/eventhandler.h>
  36 #include <sys/lock.h>
  37 #include <sys/malloc.h>
  38 #include <sys/mount.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/kthread.h>
  41 #include <sys/proc.h>
  42 #include <sys/reboot.h>
  43 #include <sys/resourcevar.h>
  44 #include <sys/sysctl.h>
  45 #include <sys/vmmeter.h>
  46 #include <sys/vnode.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <vm/vm.h>
  49 #include <vm/vm_param.h>
  50 #include <vm/vm_kern.h>
  51 #include <vm/vm_pageout.h>
  52 #include <vm/vm_page.h>
  53 #include <vm/vm_object.h>
  54 #include <vm/vm_extern.h>
  55 #include <vm/vm_map.h>
  56
  57 #include <sys/buf2.h>
  58 #include <sys/thread2.h>
  59 #include <sys/spinlock2.h>
  60 #include <vm/vm_page2.h>
  61
  62 #include "opt_ddb.h"
  63 #ifdef DDB
  64 #include <ddb/ddb.h>
  65 #endif
  66
  67 /*
  68  * Buffer queues.
  69  */
  70 enum bufq_type {
  71         BQUEUE_NONE,            /* not on any queue */
  72         BQUEUE_LOCKED,          /* locked buffers */
  73         BQUEUE_CLEAN,           /* non-B_DELWRI buffers */
  74         BQUEUE_DIRTY,           /* B_DELWRI buffers */
  75         BQUEUE_DIRTY_HW,        /* B_DELWRI buffers - heavy weight */
  76         BQUEUE_EMPTYKVA,        /* empty buffer headers with KVA assignment */
  77         BQUEUE_EMPTY,           /* empty buffer headers */
  78
  79         BUFFER_QUEUES           /* number of buffer queues */
  80 };
  81
  82 typedef enum bufq_type bufq_type_t;
  83
  84 #define BD_WAKE_SIZE    16384
  85 #define BD_WAKE_MASK    (BD_WAKE_SIZE - 1)
  86
  87 TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES];
  88 struct spinlock bufspin = SPINLOCK_INITIALIZER(&bufspin);
  89
  90 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "BIO buffer", "BIO buffer");
  91
  92 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
  93
  94 static void vfs_clean_pages(struct buf *bp);
  95 static void vfs_clean_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
  96 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
  97 static int flushbufqueues(bufq_type_t q);
  98 static vm_page_t bio_page_alloc(vm_object_t obj, vm_pindex_t pg, int deficit);
  99
 100 static void bd_signal(int totalspace);
 101 static void buf_daemon(void);
 102 static void buf_daemon_hw(void);
 103
 104 /*
 105  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
 106  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
 107  * really that bad.  it would be better to split the buffer
 108  * for input in the case of buffers partially already in memory,
 109  * but the code is intricate enough already.
 110  */
 111 vm_page_t bogus_page;
 112
 113 /*
 114  * These are all static, but make the ones we export globals so we do
 115  * not need to use compiler magic.
 116  */
 117 int bufspace, maxbufspace,
 118         bufmallocspace, maxbufmallocspace, lobufspace, hibufspace;
 119 static int bufreusecnt, bufdefragcnt, buffreekvacnt;
 120 static int lorunningspace, hirunningspace, runningbufreq;
 121 int dirtybufspace, dirtybufspacehw, lodirtybufspace, hidirtybufspace;
 122 int dirtybufcount, dirtybufcounthw;
 123 int runningbufspace, runningbufcount;
 124 static int getnewbufcalls;
 125 static int getnewbufrestarts;
 126 static int recoverbufcalls;
 127 static int needsbuffer;         /* locked by needsbuffer_spin */
 128 static int bd_request;          /* locked by needsbuffer_spin */
 129 static int bd_request_hw;       /* locked by needsbuffer_spin */
 130 static u_int bd_wake_ary[BD_WAKE_SIZE];
 131 static u_int bd_wake_index;
 132 static u_int vm_cycle_point = ACT_INIT + ACT_ADVANCE * 6;
 133 static struct spinlock needsbuffer_spin;
 134
 135 static struct thread *bufdaemon_td;
 136 static struct thread *bufdaemonhw_td;
 137
 138
 139 /*
 140  * Sysctls for operational control of the buffer cache.
 141  */
 142 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybufspace, CTLFLAG_RW, &lodirtybufspace, 0,
 143         "Number of dirty buffers to flush before bufdaemon becomes inactive");
 144 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybufspace, CTLFLAG_RW, &hidirtybufspace, 0,
 145         "High watermark used to trigger explicit flushing of dirty buffers");
 146 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
 147         "Minimum amount of buffer space required for active I/O");
 148 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
 149         "Maximum amount of buffer space to usable for active I/O");
 150 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, vm_cycle_point, CTLFLAG_RW, &vm_cycle_point, 0,
 151         "Recycle pages to active or inactive queue transition pt 0-64");
 152 /*
 153  * Sysctls determining current state of the buffer cache.
 154  */
 155 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, nbuf, CTLFLAG_RD, &nbuf, 0,
 156         "Total number of buffers in buffer cache");
 157 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspace, CTLFLAG_RD, &dirtybufspace, 0,
 158         "Pending bytes of dirty buffers (all)");
 159 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspacehw, CTLFLAG_RD, &dirtybufspacehw, 0,
 160         "Pending bytes of dirty buffers (heavy weight)");
 161 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcount, CTLFLAG_RD, &dirtybufcount, 0,
 162         "Pending number of dirty buffers");
 163 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcounthw, CTLFLAG_RD, &dirtybufcounthw, 0,
 164         "Pending number of dirty buffers (heavy weight)");
 165 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
 166         "I/O bytes currently in progress due to asynchronous writes");
 167 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufcount, CTLFLAG_RD, &runningbufcount, 0,
 168         "I/O buffers currently in progress due to asynchronous writes");
 169 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
 170         "Hard limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
 171 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
 172         "Soft limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
 173 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
 174         "Minimum amount of memory to reserve for system buffer space");
 175 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
 176         "Amount of memory available for buffers");
 177 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufmallocspace,
 178         0, "Maximum amount of memory reserved for buffers using malloc");
 179 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
 180         "Amount of memory left for buffers using malloc-scheme");
 181 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD, &getnewbufcalls, 0,
 182         "New buffer header acquisition requests");
 183 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD, &getnewbufrestarts,
 184         0, "New buffer header acquisition restarts");
 185 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recoverbufcalls, CTLFLAG_RD, &recoverbufcalls, 0,
 186         "Recover VM space in an emergency");
 187 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RD, &bufdefragcnt, 0,
 188         "Buffer acquisition restarts due to fragmented buffer map");
 189 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RD, &buffreekvacnt, 0,
 190         "Amount of time KVA space was deallocated in an arbitrary buffer");
 191 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RD, &bufreusecnt, 0,
 192         "Amount of time buffer re-use operations were successful");
 193 SYSCTL_INT(_debug_sizeof, OID_AUTO, buf, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct buf),
 194         "sizeof(struct buf)");
 195
 196 char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
 197
 198 extern int vm_swap_size;
 199
 200 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
 201 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED02   0x02
 202 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED04   0x04
 203 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
 204
 205 /*
 206  * bufspacewakeup:
 207  *
 208  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
 209  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free
 210  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when
 211  *      bp's get placed back in the queues.
 212  */
 213
 214 static __inline void
 215 bufspacewakeup(void)
 216 {
 217         /*
 218          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
 219          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
 220          * process will be able to now.
 221          */
 222         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
 223                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
 224                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
 225                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
 226                 wakeup(&needsbuffer);
 227         }
 228 }
 229
 230 /*
 231  * runningbufwakeup:
 232  *
 233  *      Accounting for I/O in progress.
 234  *
 235  */
 236 static __inline void
 237 runningbufwakeup(struct buf *bp)
 238 {
 239         int totalspace;
 240         int limit;
 241
 242         if ((totalspace = bp->b_runningbufspace) != 0) {
 243                 atomic_subtract_int(&runningbufspace, totalspace);
 244                 atomic_subtract_int(&runningbufcount, 1);
 245                 bp->b_runningbufspace = 0;
 246
 247                 /*
 248                  * see waitrunningbufspace() for limit test.
 249                  */
 250                 limit = hirunningspace * 2 / 3;
 251                 if (runningbufreq && runningbufspace <= limit) {
 252                         runningbufreq = 0;
 253                         wakeup(&runningbufreq);
 254                 }
 255                 bd_signal(totalspace);
 256         }
 257 }
 258
 259 /*
 260  * bufcountwakeup:
 261  *
 262  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
 263  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
 264  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
 265  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
 266  *
 267  * MPSAFE
 268  */
 269 static __inline void
 270 bufcountwakeup(void)
 271 {
 272         if (needsbuffer) {
 273                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
 274                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
 275                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
 276                 wakeup(&needsbuffer);
 277         }
 278 }
 279
 280 /*
 281  * waitrunningbufspace()
 282  *
 283  * Wait for the amount of running I/O to drop to hirunningspace * 2 / 3.
 284  * This is the point where write bursting stops so we don't want to wait
 285  * for the running amount to drop below it (at least if we still want bioq
 286  * to burst writes).
 287  *
 288  * The caller may be using this function to block in a tight loop, we
 289  * must block while runningbufspace is greater then or equal to
 290  * hirunningspace * 2 / 3.
 291  *
 292  * And even with that it may not be enough, due to the presence of
 293  * B_LOCKED dirty buffers, so also wait for at least one running buffer
 294  * to complete.
 295  */
 296 static __inline void
 297 waitrunningbufspace(void)
 298 {
 299         int limit = hirunningspace * 2 / 3;
 300
 301         crit_enter();
 302         if (runningbufspace > limit) {
 303                 while (runningbufspace > limit) {
 304                         ++runningbufreq;
 305                         tsleep(&runningbufreq, 0, "wdrn1", 0);
 306                 }
 307         } else if (runningbufspace) {
 308                 ++runningbufreq;
 309                 tsleep(&runningbufreq, 0, "wdrn2", 1);
 310         }
 311         crit_exit();
 312 }
 313
 314 /*
 315  * buf_dirty_count_severe:
 316  *
 317  *      Return true if we have too many dirty buffers.
 318  */
 319 int
 320 buf_dirty_count_severe(void)
 321 {
 322         return (runningbufspace + dirtybufspace >= hidirtybufspace ||
 323                 dirtybufcount >= nbuf / 2);
 324 }
 325
 326 /*
 327  * Return true if the amount of running I/O is severe and BIOQ should
 328  * start bursting.
 329  */
 330 int
 331 buf_runningbufspace_severe(void)
 332 {
 333         return (runningbufspace >= hirunningspace * 2 / 3);
 334 }
 335
 336 /*
 337  * vfs_buf_test_cache:
 338  *
 339  * Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
 340  * bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
 341  * valid data.
 342  *
 343  * NOTE! Dirty VM pages are not processed into dirty (B_DELWRI) buffer
 344  * cache buffers.  The VM pages remain dirty, as someone had mmap()'d
 345  * them while a clean buffer was present.
 346  */
 347 static __inline__
 348 void
 349 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
 350                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
 351                   vm_page_t m)
 352 {
 353         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
 354                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
 355                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
 356                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
 357         }
 358 }
 359
 360 /*
 361  * bd_speedup()
 362  *
 363  * Spank the buf_daemon[_hw] if the total dirty buffer space exceeds the
 364  * low water mark.
 365  *
 366  * MPSAFE
 367  */
 368 static __inline__
 369 void
 370 bd_speedup(void)
 371 {
 372         if (dirtybufspace < lodirtybufspace && dirtybufcount < nbuf / 2)
 373                 return;
 374
 375         if (bd_request == 0 &&
 376             (dirtybufspace - dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
 377              dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
 378                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
 379                 bd_request = 1;
 380                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
 381                 wakeup(&bd_request);
 382         }
 383         if (bd_request_hw == 0 &&
 384             (dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
 385              dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
 386                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
 387                 bd_request_hw = 1;
 388                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
 389                 wakeup(&bd_request_hw);
 390         }
 391 }
 392
 393 /*
 394  * bd_heatup()
 395  *
 396  *      Get the buf_daemon heated up when the number of running and dirty
 397  *      buffers exceeds the mid-point.
 398  *
 399  *      Return the total number of dirty bytes past the second mid point
 400  *      as a measure of how much excess dirty data there is in the system.
 401  *
 402  * MPSAFE
 403  */
 404 int
 405 bd_heatup(void)
 406 {
 407         int mid1;
 408         int mid2;
 409         int totalspace;
 410
 411         mid1 = lodirtybufspace + (hidirtybufspace - lodirtybufspace) / 2;
 412
 413         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
 414         if (totalspace >= mid1 || dirtybufcount >= nbuf / 2) {
 415                 bd_speedup();
 416                 mid2 = mid1 + (hidirtybufspace - mid1) / 2;
 417                 if (totalspace >= mid2)
 418                         return(totalspace - mid2);
 419         }
 420         return(0);
 421 }
 422
 423 /*
 424  * bd_wait()
 425  *
 426  *      Wait for the buffer cache to flush (totalspace) bytes worth of
 427  *      buffers, then return.
 428  *
 429  *      Regardless this function blocks while the number of dirty buffers
 430  *      exceeds hidirtybufspace.
 431  *
 432  * MPSAFE
 433  */
 434 void
 435 bd_wait(int totalspace)
 436 {
 437         u_int i;
 438         int count;
 439
 440         if (curthread == bufdaemonhw_td || curthread == bufdaemon_td)
 441                 return;
 442
 443         while (totalspace > 0) {
 444                 bd_heatup();
 445                 if (totalspace > runningbufspace + dirtybufspace)
 446                         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
 447                 count = totalspace / BKVASIZE;
 448                 if (count >= BD_WAKE_SIZE)
 449                         count = BD_WAKE_SIZE - 1;
 450
 451                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
 452                 i = (bd_wake_index + count) & BD_WAKE_MASK;
 453                 ++bd_wake_ary[i];
 454                 tsleep_interlock(&bd_wake_ary[i], 0);
 455                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
 456                 tsleep(&bd_wake_ary[i], PINTERLOCKED, "flstik", hz);
 457
 458                 totalspace = runningbufspace + dirtybufspace - hidirtybufspace;
 459         }
 460 }
 461
 462 /*
 463  * bd_signal()
 464  *
 465  *      This function is called whenever runningbufspace or dirtybufspace
 466  *      is reduced.  Track threads waiting for run+dirty buffer I/O
 467  *      complete.
 468  *
 469  * MPSAFE
 470  */
 471 static void
 472 bd_signal(int totalspace)
 473 {
 474         u_int i;
 475
 476         if (totalspace > 0) {
 477                 if (totalspace > BKVASIZE * BD_WAKE_SIZE)
 478                         totalspace = BKVASIZE * BD_WAKE_SIZE;
 479                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
 480                 while (totalspace > 0) {
 481                         i = bd_wake_index++;
 482                         i &= BD_WAKE_MASK;
 483                         if (bd_wake_ary[i]) {
 484                                 bd_wake_ary[i] = 0;
 485                                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
 486                                 wakeup(&bd_wake_ary[i]);
 487                                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
 488                         }
 489                         totalspace -= BKVASIZE;
 490                 }
 491                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
 492         }
 493 }
 494
 495 /*
 496  * BIO tracking support routines.
 497  *
 498  * Release a ref on a bio_track.  Wakeup requests are atomically released
 499  * along with the last reference so bk_active will never wind up set to
 500  * only 0x80000000.
 501  *
 502  * MPSAFE
 503  */
 504 static
 505 void
 506 bio_track_rel(struct bio_track *track)
 507 {
 508         int     active;
 509         int     desired;
 510
 511         /*
 512          * Shortcut
 513          */
 514         active = track->bk_active;
 515         if (active == 1 && atomic_cmpset_int(&track->bk_active, 1, 0))
 516                 return;
 517
 518         /*
 519          * Full-on.  Note that the wait flag is only atomically released on
 520          * the 1->0 count transition.
 521          *
 522          * We check for a negative count transition using bit 30 since bit 31
 523          * has a different meaning.
 524          */
 525         for (;;) {
 526                 desired = (active & 0x7FFFFFFF) - 1;
 527                 if (desired)
 528                         desired |= active & 0x80000000;
 529                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
 530                         if (desired & 0x40000000)
 531                                 panic("bio_track_rel: bad count: %p\n", track);
 532                         if (active & 0x80000000)
 533                                 wakeup(track);
 534                         break;
 535                 }
 536                 active = track->bk_active;
 537         }
 538 }
 539
 540 /*
 541  * Wait for the tracking count to reach 0.
 542  *
 543  * Use atomic ops such that the wait flag is only set atomically when
 544  * bk_active is non-zero.
 545  *
 546  * MPSAFE
 547  */
 548 int
 549 bio_track_wait(struct bio_track *track, int slp_flags, int slp_timo)
 550 {
 551         int     active;
 552         int     desired;
 553         int     error;
 554
 555         /*
 556          * Shortcut
 557          */
 558         if (track->bk_active == 0)
 559                 return(0);
 560
 561         /*
 562          * Full-on.  Note that the wait flag may only be atomically set if
 563          * the active count is non-zero.
 564          */
 565         error = 0;
 566         while ((active = track->bk_active) != 0) {
 567                 desired = active | 0x80000000;
 568                 tsleep_interlock(track, slp_flags);
 569                 if (active == desired ||
 570                     atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
 571                         error = tsleep(track, slp_flags | PINTERLOCKED,
 572                                        "iowait", slp_timo);
 573                         if (error)
 574                                 break;
 575                 }
 576         }
 577         return (error);
 578 }
 579
 580 /*
 581  * bufinit:
 582  *
 583  *      Load time initialisation of the buffer cache, called from machine
 584  *      dependant initialization code.
 585  */
 586 void
 587 bufinit(void)
 588 {
 589         struct buf *bp;
 590         vm_offset_t bogus_offset;
 591         int i;
 592
 593         spin_init(&needsbuffer_spin);
 594
 595         /* next, make a null set of free lists */
 596         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
 597                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
 598
 599         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
 600         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
 601                 bp = &buf[i];
 602                 bzero(bp, sizeof *bp);
 603                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
 604                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
 605                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
 606                 initbufbio(bp);
 607                 xio_init(&bp->b_xio);
 608                 buf_dep_init(bp);
 609                 BUF_LOCKINIT(bp);
 610                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
 611         }
 612
 613         /*
 614          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are
 615          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
 616          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
 617          * used by most other processes.  The differential is required to
 618          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might
 619          * be blocked waiting for buffer space.
 620          *
 621          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
 622          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
 623          * by the system.
 624          */
 625         maxbufspace = nbuf * BKVASIZE;
 626         hibufspace = imax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
 627         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
 628
 629         lorunningspace = 512 * 1024;
 630         /* hirunningspace -- see below */
 631
 632         /*
 633          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently
 634          * into the kernel space.  Even though this is accounted for in
 635          * the buffer allocation, we don't want the malloced region to grow
 636          * uncontrolled.  The malloc scheme improves memory utilization
 637          * significantly on average (small) directories.
 638          */
 639         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
 640
 641         /*
 642          * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
 643          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
 644          *
 645          * We don't want too much actually queued to the device at once
 646          * (XXX this needs to be per-mount!), because the buffers will
 647          * wind up locked for a very long period of time while the I/O
 648          * drains.
 649          */
 650         hidirtybufspace = hibufspace / 2;       /* dirty + running */
 651         hirunningspace = hibufspace / 16;       /* locked & queued to device */
 652         if (hirunningspace < 1024 * 1024)
 653                 hirunningspace = 1024 * 1024;
 654
 655         dirtybufspace = 0;
 656         dirtybufspacehw = 0;
 657
 658         lodirtybufspace = hidirtybufspace / 2;
 659
 660         /*
 661          * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
 662          * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
 663          * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
 664          * from buf_daemon.
 665          */
 666
 667         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
 668         bogus_page = vm_page_alloc(&kernel_object,
 669                                    (bogus_offset >> PAGE_SHIFT),
 670                                    VM_ALLOC_NORMAL);
 671         vmstats.v_wire_count++;
 672
 673 }
 674
 675 /*
 676  * Initialize the embedded bio structures
 677  */
 678 void
 679 initbufbio(struct buf *bp)
 680 {
 681         bp->b_bio1.bio_buf = bp;
 682         bp->b_bio1.bio_prev = NULL;
 683         bp->b_bio1.bio_offset = NOOFFSET;
 684         bp->b_bio1.bio_next = &bp->b_bio2;
 685         bp->b_bio1.bio_done = NULL;
 686         bp->b_bio1.bio_flags = 0;
 687
 688         bp->b_bio2.bio_buf = bp;
 689         bp->b_bio2.bio_prev = &bp->b_bio1;
 690         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
 691         bp->b_bio2.bio_next = NULL;
 692         bp->b_bio2.bio_done = NULL;
 693         bp->b_bio2.bio_flags = 0;
 694 }
 695
 696 /*
 697  * Reinitialize the embedded bio structures as well as any additional
 698  * translation cache layers.
 699  */
 700 void
 701 reinitbufbio(struct buf *bp)
 702 {
 703         struct bio *bio;
 704
 705         for (bio = &bp->b_bio1; bio; bio = bio->bio_next) {
 706                 bio->bio_done = NULL;
 707                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
 708         }
 709 }
 710
 711 /*
 712  * Push another BIO layer onto an existing BIO and return it.  The new
 713  * BIO layer may already exist, holding cached translation data.
 714  */
 715 struct bio *
 716 push_bio(struct bio *bio)
 717 {
 718         struct bio *nbio;
 719
 720         if ((nbio = bio->bio_next) == NULL) {
 721                 int index = bio - &bio->bio_buf->b_bio_array[0];
 722                 if (index >= NBUF_BIO - 1) {
 723                         panic("push_bio: too many layers bp %p\n",
 724                                 bio->bio_buf);
 725                 }
 726                 nbio = &bio->bio_buf->b_bio_array[index + 1];
 727                 bio->bio_next = nbio;
 728                 nbio->bio_prev = bio;
 729                 nbio->bio_buf = bio->bio_buf;
 730                 nbio->bio_offset = NOOFFSET;
 731                 nbio->bio_done = NULL;
 732                 nbio->bio_next = NULL;
 733         }
 734         KKASSERT(nbio->bio_done == NULL);
 735         return(nbio);
 736 }
 737
 738 /*
 739  * Pop a BIO translation layer, returning the previous layer.  The
 740  * must have been previously pushed.
 741  */
 742 struct bio *
 743 pop_bio(struct bio *bio)
 744 {
 745         return(bio->bio_prev);
 746 }
 747
 748 void
 749 clearbiocache(struct bio *bio)
 750 {
 751         while (bio) {
 752                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
 753                 bio = bio->bio_next;
 754         }
 755 }
 756
 757 /*
 758  * bfreekva:
 759  *
 760  *      Free the KVA allocation for buffer 'bp'.
 761  *
 762  *      Must be called from a critical section as this is the only locking for
 763  *      buffer_map.
 764  *
 765  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
 766  *
 767  * MPALMOSTSAFE
 768  */
 769 static void
 770 bfreekva(struct buf *bp)
 771 {
 772         int count;
 773
 774         if (bp->b_kvasize) {
 775                 get_mplock();
 776                 ++buffreekvacnt;
 777                 count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
 778                 vm_map_lock(&buffer_map);
 779                 bufspace -= bp->b_kvasize;
 780                 vm_map_delete(&buffer_map,
 781                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
 782                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize,
 783                     &count
 784                 );
 785                 vm_map_unlock(&buffer_map);
 786                 vm_map_entry_release(count);
 787                 bp->b_kvasize = 0;
 788                 bufspacewakeup();
 789                 rel_mplock();
 790         }
 791 }
 792
 793 /*
 794  * bremfree:
 795  *
 796  *      Remove the buffer from the appropriate free list.
 797  */
 798 static __inline void
 799 _bremfree(struct buf *bp)
 800 {
 801         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE) {
 802                 KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) == 1,
 803                                 ("bremfree: bp %p not locked",bp));
 804                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
 805                 bp->b_qindex = BQUEUE_NONE;
 806         } else {
 807                 if (BUF_REFCNTNB(bp) <= 1)
 808                         panic("bremfree: removing a buffer not on a queue");
 809         }
 810 }
 811
 812 void
 813 bremfree(struct buf *bp)
 814 {
 815         spin_lock_wr(&bufspin);
 816         _bremfree(bp);
 817         spin_unlock_wr(&bufspin);
 818 }
 819
 820 static void
 821 bremfree_locked(struct buf *bp)
 822 {
 823         _bremfree(bp);
 824 }
 825
 826 /*
 827  * bread:
 828  *
 829  *      Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
 830  *      must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
 831  *      is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
 832  *      getblk() ).
 833  *
 834  * MPALMOSTSAFE
 835  */
 836 int
 837 bread(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, struct buf **bpp)
 838 {
 839         struct buf *bp;
 840
 841         bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
 842         *bpp = bp;
 843
 844         /* if not found in cache, do some I/O */
 845         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 846                 get_mplock();
 847                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
 848                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
 849                 bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
 850                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
 851                 vfs_busy_pages(vp, bp);
 852                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
 853                 rel_mplock();
 854                 return (biowait(&bp->b_bio1, "biord"));
 855         }
 856         return (0);
 857 }
 858
 859 /*
 860  * breadn:
 861  *
 862  *      Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
 863  *      read-ahead blocks.  We must clear B_ERROR and B_INVAL prior
 864  *      to initiating I/O . If B_CACHE is set, the buffer is valid
 865  *      and we do not have to do anything.
 866  *
 867  * MPALMOSTSAFE
 868  */
 869 int
 870 breadn(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, off_t *raoffset,
 871         int *rabsize, int cnt, struct buf **bpp)
 872 {
 873         struct buf *bp, *rabp;
 874         int i;
 875         int rv = 0, readwait = 0;
 876
 877         *bpp = bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
 878
 879         /* if not found in cache, do some I/O */
 880         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 881                 get_mplock();
 882                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
 883                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
 884                 bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
 885                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
 886                 vfs_busy_pages(vp, bp);
 887                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
 888                 ++readwait;
 889                 rel_mplock();
 890         }
 891
 892         for (i = 0; i < cnt; i++, raoffset++, rabsize++) {
 893                 if (inmem(vp, *raoffset))
 894                         continue;
 895                 rabp = getblk(vp, *raoffset, *rabsize, 0, 0);
 896
 897                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 898                         get_mplock();
 899                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
 900                         rabp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
 901                         vfs_busy_pages(vp, rabp);
 902                         BUF_KERNPROC(rabp);
 903                         vn_strategy(vp, &rabp->b_bio1);
 904                         rel_mplock();
 905                 } else {
 906                         brelse(rabp);
 907                 }
 908         }
 909         if (readwait)
 910                 rv = biowait(&bp->b_bio1, "biord");
 911         return (rv);
 912 }
 913
 914 /*
 915  * bwrite:
 916  *
 917  *      Synchronous write, waits for completion.
 918  *
 919  *      Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
 920  *      if async).  Do not bother writing anything if the buffer
 921  *      is invalid.
 922  *
 923  *      Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
 924  *      fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
 925  *      now so we set it generally.  This could be set either here
 926  *      or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
 927  *      here.
 928  */
 929 int
 930 bwrite(struct buf *bp)
 931 {
 932         int error;
 933
 934         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
 935                 brelse(bp);
 936                 return (0);
 937         }
 938         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
 939                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
 940
 941         /* Mark the buffer clean */
 942         bundirty(bp);
 943
 944         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
 945         bp->b_flags |= B_CACHE;
 946         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
 947         bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
 948         bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
 949         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
 950
 951         /*
 952          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
 953          * valid for vnode-backed buffers.
 954          */
 955         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
 956         if (bp->b_runningbufspace) {
 957                 runningbufspace += bp->b_runningbufspace;
 958                 ++runningbufcount;
 959         }
 960
 961         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
 962         error = biowait(&bp->b_bio1, "biows");
 963         brelse(bp);
 964         return (error);
 965 }
 966
 967 /*
 968  * bawrite:
 969  *
 970  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
 971  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
 972  *
 973  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling
 974  *      B_INVAL buffers.  Not us.
 975  */
 976 void
 977 bawrite(struct buf *bp)
 978 {
 979         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
 980                 brelse(bp);
 981                 return;
 982         }
 983         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
 984                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
 985
 986         /* Mark the buffer clean */
 987         bundirty(bp);
 988
 989         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
 990         bp->b_flags |= B_CACHE;
 991         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
 992         KKASSERT(bp->b_bio1.bio_done == NULL);
 993         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
 994
 995         /*
 996          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
 997          * valid for vnode-backed buffers.
 998          */
 999         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1000         if (bp->b_runningbufspace) {
1001                 runningbufspace += bp->b_runningbufspace;
1002                 ++runningbufcount;
1003         }
1004
1005         BUF_KERNPROC(bp);
1006         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * bowrite:
1011  *
1012  *      Ordered write.  Start output on a buffer, and flag it so that the
1013  *      device will write it in the order it was queued.  The buffer is
1014  *      released when the output completes.  bwrite() ( or the VOP routine
1015  *      anyway ) is responsible for handling B_INVAL buffers.
1016  */
1017 int
1018 bowrite(struct buf *bp)
1019 {
1020         bp->b_flags |= B_ORDERED;
1021         bawrite(bp);
1022         return (0);
1023 }
1024
1025 /*
1026  * bdwrite:
1027  *
1028  *      Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1029  *      anything if the buffer is marked invalid.
1030  *
1031  *      Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1032  *      set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1033  *      biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1034  *      out synchronously.
1035  */
1036 void
1037 bdwrite(struct buf *bp)
1038 {
1039         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1040                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
1041
1042         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1043                 brelse(bp);
1044                 return;
1045         }
1046         bdirty(bp);
1047
1048         /*
1049          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1050          * true even of NFS now.
1051          */
1052         bp->b_flags |= B_CACHE;
1053
1054         /*
1055          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1056          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1057          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1058          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1059          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1060          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1061          * the bmap then...  So, this is important to do.
1062          */
1063         if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1064                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_loffset, &bp->b_bio2.bio_offset,
1065                          NULL, NULL, BUF_CMD_WRITE);
1066         }
1067
1068         /*
1069          * Because the underlying pages may still be mapped and
1070          * writable trying to set the dirty buffer (b_dirtyoff/end)
1071          * range here will be inaccurate.
1072          *
1073          * However, we must still clean the pages to satisfy the
1074          * vnode_pager and pageout daemon, so theythink the pages
1075          * have been "cleaned".  What has really occured is that
1076          * they've been earmarked for later writing by the buffer
1077          * cache.
1078          *
1079          * So we get the b_dirtyoff/end update but will not actually
1080          * depend on it (NFS that is) until the pages are busied for
1081          * writing later on.
1082          */
1083         vfs_clean_pages(bp);
1084         bqrelse(bp);
1085
1086         /*
1087          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1088          * due to the softdep code.
1089          */
1090 }
1091
1092 /*
1093  * bdirty:
1094  *
1095  *      Turn buffer into delayed write request by marking it B_DELWRI.
1096  *      B_RELBUF and B_NOCACHE must be cleared.
1097  *
1098  *      We reassign the buffer to itself to properly update it in the
1099  *      dirty/clean lists.
1100  *
1101  *      Must be called from a critical section.
1102  *      The buffer must be on BQUEUE_NONE.
1103  */
1104 void
1105 bdirty(struct buf *bp)
1106 {
1107         KASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_NONE, ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1108         if (bp->b_flags & B_NOCACHE) {
1109                 kprintf("bdirty: clearing B_NOCACHE on buf %p\n", bp);
1110                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
1111         }
1112         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1113                 kprintf("bdirty: warning, dirtying invalid buffer %p\n", bp);
1114         }
1115         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1116
1117         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1118                 bp->b_flags |= B_DELWRI;
1119                 reassignbuf(bp);
1120                 atomic_add_int(&dirtybufcount, 1);
1121                 dirtybufspace += bp->b_bufsize;
1122                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1123                         atomic_add_int(&dirtybufcounthw, 1);
1124                         atomic_add_int(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1125                 }
1126                 bd_heatup();
1127         }
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Set B_HEAVY, indicating that this is a heavy-weight buffer that
1132  * needs to be flushed with a different buf_daemon thread to avoid
1133  * deadlocks.  B_HEAVY also imposes restrictions in getnewbuf().
1134  */
1135 void
1136 bheavy(struct buf *bp)
1137 {
1138         if ((bp->b_flags & B_HEAVY) == 0) {
1139                 bp->b_flags |= B_HEAVY;
1140                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1141                         atomic_add_int(&dirtybufcounthw, 1);
1142                         atomic_add_int(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1143                 }
1144         }
1145 }
1146
1147 /*
1148  * bundirty:
1149  *
1150  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1151  *
1152  *      Must be called from a critical section.
1153  *
1154  *      The buffer is typically on BQUEUE_NONE but there is one case in
1155  *      brelse() that calls this function after placing the buffer on
1156  *      a different queue.
1157  *
1158  * MPSAFE
1159  */
1160 void
1161 bundirty(struct buf *bp)
1162 {
1163         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1164                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1165                 reassignbuf(bp);
1166                 atomic_subtract_int(&dirtybufcount, 1);
1167                 atomic_subtract_int(&dirtybufspace, bp->b_bufsize);
1168                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1169                         atomic_subtract_int(&dirtybufcounthw, 1);
1170                         atomic_subtract_int(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1171                 }
1172                 bd_signal(bp->b_bufsize);
1173         }
1174         /*
1175          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1176          */
1177         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1178 }
1179
1180 /*
1181  * brelse:
1182  *
1183  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1184  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1185  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1186  *
1187  * MPALMOSTSAFE
1188  */
1189 void
1190 brelse(struct buf *bp)
1191 {
1192 #ifdef INVARIANTS
1193         int saved_flags = bp->b_flags;
1194 #endif
1195
1196         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1197
1198         /*
1199          * If B_NOCACHE is set we are being asked to destroy the buffer and
1200          * its backing store.  Clear B_DELWRI.
1201          *
1202          * B_NOCACHE is set in two cases: (1) when the caller really wants
1203          * to destroy the buffer and backing store and (2) when the caller
1204          * wants to destroy the buffer and backing store after a write
1205          * completes.
1206          */
1207         if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_DELWRI)) == (B_NOCACHE|B_DELWRI)) {
1208                 bundirty(bp);
1209         }
1210
1211         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
1212                 /*
1213                  * A re-dirtied buffer is only subject to destruction
1214                  * by B_INVAL.  B_ERROR and B_NOCACHE are ignored.
1215                  */
1216                 /* leave buffer intact */
1217         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR)) ||
1218                    (bp->b_bufsize <= 0)) {
1219                 /*
1220                  * Either a failed read or we were asked to free or not
1221                  * cache the buffer.  This path is reached with B_DELWRI
1222                  * set only if B_INVAL is already set.  B_NOCACHE governs
1223                  * backing store destruction.
1224                  *
1225                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED in buf_deallocate if the
1226                  * buffer cannot be immediately freed.
1227                  */
1228                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1229                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
1230                         get_mplock();
1231                         buf_deallocate(bp);
1232                         rel_mplock();
1233                 }
1234                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1235                         atomic_subtract_int(&dirtybufcount, 1);
1236                         atomic_subtract_int(&dirtybufspace, bp->b_bufsize);
1237                         if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1238                                 atomic_subtract_int(&dirtybufcounthw, 1);
1239                                 atomic_subtract_int(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1240                         }
1241                         bd_signal(bp->b_bufsize);
1242                 }
1243                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1244         }
1245
1246         /*
1247          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI or B_LOCKED is set.
1248          * If vfs_vmio_release() is called with either bit set, the
1249          * underlying pages may wind up getting freed causing a previous
1250          * write (bdwrite()) to get 'lost' because pages associated with
1251          * a B_DELWRI bp are marked clean.  Pages associated with a
1252          * B_LOCKED buffer may be mapped by the filesystem.
1253          *
1254          * If we want to release the buffer ourselves (rather then the
1255          * originator asking us to release it), give the originator a
1256          * chance to countermand the release by setting B_LOCKED.
1257          *
1258          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1259          * if B_DELWRI is set.
1260          *
1261          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1262          * on pages to return pages to the VM page queues.
1263          */
1264         if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED)) {
1265                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1266         } else if (vm_page_count_severe()) {
1267                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
1268                         get_mplock();
1269                         buf_deallocate(bp);             /* can set B_LOCKED */
1270                         rel_mplock();
1271                 }
1272                 if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED))
1273                         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1274                 else
1275                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1276         }
1277
1278         /*
1279          * Make sure b_cmd is clear.  It may have already been cleared by
1280          * biodone().
1281          *
1282          * At this point destroying the buffer is governed by the B_INVAL
1283          * or B_RELBUF flags.
1284          */
1285         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1286
1287         /*
1288          * VMIO buffer rundown.  Make sure the VM page array is restored
1289          * after an I/O may have replaces some of the pages with bogus pages
1290          * in order to not destroy dirty pages in a fill-in read.
1291          *
1292          * Note that due to the code above, if a buffer is marked B_DELWRI
1293          * then the B_RELBUF and B_NOCACHE bits will always be clear.
1294          * B_INVAL may still be set, however.
1295          *
1296          * For clean buffers, B_INVAL or B_RELBUF will destroy the buffer
1297          * but not the backing store.   B_NOCACHE will destroy the backing
1298          * store.
1299          *
1300          * Note that dirty NFS buffers contain byte-granular write ranges
1301          * and should not be destroyed w/ B_INVAL even if the backing store
1302          * is left intact.
1303          */
1304         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1305                 /*
1306                  * Rundown for VMIO buffers which are not dirty NFS buffers.
1307                  */
1308                 int i, j, resid;
1309                 vm_page_t m;
1310                 off_t foff;
1311                 vm_pindex_t poff;
1312                 vm_object_t obj;
1313                 struct vnode *vp;
1314
1315                 vp = bp->b_vp;
1316
1317                 /*
1318                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that
1319                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1320                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1321                  * But our b_xio.xio_pages array *IS* page aligned.
1322                  *
1323                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not
1324                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1325                  * m->dirty, etc...).
1326                  *
1327                  * See man buf(9) for more information
1328                  */
1329
1330                 resid = bp->b_bufsize;
1331                 foff = bp->b_loffset;
1332
1333                 get_mplock();
1334                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1335                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1336                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1337                         /*
1338                          * If we hit a bogus page, fixup *all* of them
1339                          * now.  Note that we left these pages wired
1340                          * when we removed them so they had better exist,
1341                          * and they cannot be ripped out from under us so
1342                          * no critical section protection is necessary.
1343                          */
1344                         if (m == bogus_page) {
1345                                 obj = vp->v_object;
1346                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset);
1347
1348                                 for (j = i; j < bp->b_xio.xio_npages; j++) {
1349                                         vm_page_t mtmp;
1350
1351                                         mtmp = bp->b_xio.xio_pages[j];
1352                                         if (mtmp == bogus_page) {
1353                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1354                                                 if (!mtmp) {
1355                                                         panic("brelse: page missing");
1356                                                 }
1357                                                 bp->b_xio.xio_pages[j] = mtmp;
1358                                         }
1359                                 }
1360
1361                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1362                                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1363                                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
1364                                 }
1365                                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1366                         }
1367
1368                         /*
1369                          * Invalidate the backing store if B_NOCACHE is set
1370                          * (e.g. used with vinvalbuf()).  If this is NFS
1371                          * we impose a requirement that the block size be
1372                          * a multiple of PAGE_SIZE and create a temporary
1373                          * hack to basically invalidate the whole page.  The
1374                          * problem is that NFS uses really odd buffer sizes
1375                          * especially when tracking piecemeal writes and
1376                          * it also vinvalbuf()'s a lot, which would result
1377                          * in only partial page validation and invalidation
1378                          * here.  If the file page is mmap()'d, however,
1379                          * all the valid bits get set so after we invalidate
1380                          * here we would end up with weird m->valid values
1381                          * like 0xfc.  nfs_getpages() can't handle this so
1382                          * we clear all the valid bits for the NFS case
1383                          * instead of just some of them.
1384                          *
1385                          * The real bug is the VM system having to set m->valid
1386                          * to VM_PAGE_BITS_ALL for faulted-in pages, which
1387                          * itself is an artifact of the whole 512-byte
1388                          * granular mess that exists to support odd block
1389                          * sizes and UFS meta-data block sizes (e.g. 6144).
1390                          * A complete rewrite is required.
1391                          *
1392                          * XXX
1393                          */
1394                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
1395                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1396                                 int presid;
1397
1398                                 presid = PAGE_SIZE - poffset;
1399                                 if (bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
1400                                     bp->b_vp->v_type == VREG) {
1401                                         ; /* entire page */
1402                                 } else if (presid > resid) {
1403                                         presid = resid;
1404                                 }
1405                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1406                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1407                         }
1408                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1409                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1410                 }
1411                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1412                         vfs_vmio_release(bp);
1413                 rel_mplock();
1414         } else {
1415                 /*
1416                  * Rundown for non-VMIO buffers.
1417                  */
1418                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1419                         get_mplock();
1420                         if (bp->b_bufsize)
1421                                 allocbuf(bp, 0);
1422                         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1423                         if (bp->b_vp)
1424                                 brelvp(bp);
1425                         rel_mplock();
1426                 }
1427         }
1428
1429         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1430                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1431         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1432                 /* Temporary panic to verify exclusive locking */
1433                 /* This panic goes away when we allow shared refs */
1434                 panic("brelse: multiple refs");
1435                 /* NOT REACHED */
1436                 return;
1437         }
1438
1439         /*
1440          * Figure out the correct queue to place the cleaned up buffer on.
1441          * Buffers placed in the EMPTY or EMPTYKVA had better already be
1442          * disassociated from their vnode.
1443          */
1444         spin_lock_wr(&bufspin);
1445         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1446                 /*
1447                  * Buffers that are locked are placed in the locked queue
1448                  * immediately, regardless of their state.
1449                  */
1450                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1451                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1452         } else if (bp->b_bufsize == 0) {
1453                 /*
1454                  * Buffers with no memory.  Due to conditionals near the top
1455                  * of brelse() such buffers should probably already be
1456                  * marked B_INVAL and disassociated from their vnode.
1457                  */
1458                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1459                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp1 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1460                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1461                 if (bp->b_kvasize) {
1462                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1463                 } else {
1464                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
1465                 }
1466                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1467         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
1468                 /*
1469                  * Buffers with junk contents.   Again these buffers had better
1470                  * already be disassociated from their vnode.
1471                  */
1472                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp2 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1473                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1474                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1475                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1476                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1477         } else {
1478                 /*
1479                  * Remaining buffers.  These buffers are still associated with
1480                  * their vnode.
1481                  */
1482                 switch(bp->b_flags & (B_DELWRI|B_HEAVY)) {
1483                 case B_DELWRI:
1484                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1485                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1486                     break;
1487                 case B_DELWRI | B_HEAVY:
1488                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY_HW;
1489                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY_HW], bp,
1490                                       b_freelist);
1491                     break;
1492                 default:
1493                     /*
1494                      * NOTE: Buffers are always placed at the end of the
1495                      * queue.  If B_AGE is not set the buffer will cycle
1496                      * through the queue twice.
1497                      */
1498                     bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1499                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1500                     break;
1501                 }
1502         }
1503         spin_unlock_wr(&bufspin);
1504
1505         /*
1506          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.  We've already placed the buffer
1507          * on the correct queue.
1508          */
1509         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI))
1510                 bundirty(bp);
1511
1512         /*
1513          * The bp is on an appropriate queue unless locked.  If it is not
1514          * locked or dirty we can wakeup threads waiting for buffer space.
1515          *
1516          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1517          * if B_INVAL is set ).
1518          */
1519         if ((bp->b_flags & (B_LOCKED|B_DELWRI)) == 0)
1520                 bufcountwakeup();
1521
1522         /*
1523          * Something we can maybe free or reuse
1524          */
1525         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1526                 bufspacewakeup();
1527
1528         /*
1529          * Clean up temporary flags and unlock the buffer.
1530          */
1531         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1532         BUF_UNLOCK(bp);
1533 }
1534
1535 /*
1536  * bqrelse:
1537  *
1538  *      Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1539  *      it.  The buffer is expected to be used again soon.
1540  *
1541  *      bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1542  *      biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1543  *      known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1544  *      again soon.
1545  *
1546  *      XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1547  *
1548  * MPSAFE
1549  */
1550 void
1551 bqrelse(struct buf *bp)
1552 {
1553         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1554
1555         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1556                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1557         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1558                 /* do not release to free list */
1559                 panic("bqrelse: multiple refs");
1560                 return;
1561         }
1562
1563         buf_act_advance(bp);
1564
1565         spin_lock_wr(&bufspin);
1566         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1567                 /*
1568                  * Locked buffers are released to the locked queue.  However,
1569                  * if the buffer is dirty it will first go into the dirty
1570                  * queue and later on after the I/O completes successfully it
1571                  * will be released to the locked queue.
1572                  */
1573                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1574                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1575         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1576                 bp->b_qindex = (bp->b_flags & B_HEAVY) ?
1577                                BQUEUE_DIRTY_HW : BQUEUE_DIRTY;
1578                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1579         } else if (vm_page_count_severe()) {
1580                 /*
1581                  * We are too low on memory, we have to try to free the
1582                  * buffer (most importantly: the wired pages making up its
1583                  * backing store) *now*.
1584                  */
1585                 spin_unlock_wr(&bufspin);
1586                 brelse(bp);
1587                 return;
1588         } else {
1589                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1590                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1591         }
1592         spin_unlock_wr(&bufspin);
1593
1594         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
1595             ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
1596                 bufcountwakeup();
1597         }
1598
1599         /*
1600          * Something we can maybe free or reuse.
1601          */
1602         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1603                 bufspacewakeup();
1604
1605         /*
1606          * Final cleanup and unlock.  Clear bits that are only used while a
1607          * buffer is actively locked.
1608          */
1609         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_NOCACHE | B_RELBUF);
1610         BUF_UNLOCK(bp);
1611 }
1612
1613 /*
1614  * vfs_vmio_release:
1615  *
1616  *      Return backing pages held by the buffer 'bp' back to the VM system
1617  *      if possible.  The pages are freed if they are no longer valid or
1618  *      attempt to free if it was used for direct I/O otherwise they are
1619  *      sent to the page cache.
1620  *
1621  *      Pages that were marked busy are left alone and skipped.
1622  *
1623  *      The KVA mapping (b_data) for the underlying pages is removed by
1624  *      this function.
1625  */
1626 static void
1627 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1628 {
1629         int i;
1630         vm_page_t m;
1631
1632         crit_enter();
1633         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1634                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1635                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
1636
1637                 /*
1638                  * This is a very important bit of code.  We try to track
1639                  * VM page use whether the pages are wired into the buffer
1640                  * cache or not.  While wired into the buffer cache the
1641                  * bp tracks the act_count.
1642                  *
1643                  * We can choose to place unwired pages on the inactive
1644                  * queue (0) or active queue (1).  If we place too many
1645                  * on the active queue the queue will cycle the act_count
1646                  * on pages we'd like to keep, just from single-use pages
1647                  * (such as when doing a tar-up or file scan).
1648                  */
1649                 if (bp->b_act_count < vm_cycle_point)
1650                         vm_page_unwire(m, 0);
1651                 else
1652                         vm_page_unwire(m, 1);
1653
1654                 /*
1655                  * We don't mess with busy pages, it is
1656                  * the responsibility of the process that
1657                  * busied the pages to deal with them.
1658                  */
1659                 if ((m->flags & PG_BUSY) || (m->busy != 0))
1660                         continue;
1661
1662                 if (m->wire_count == 0) {
1663                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1664                         /*
1665                          * Might as well free the page if we can and it has
1666                          * no valid data.  We also free the page if the
1667                          * buffer was used for direct I/O.
1668                          */
1669 #if 0
1670                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid &&
1671                                         m->hold_count == 0) {
1672                                 vm_page_busy(m);
1673                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1674                                 vm_page_free(m);
1675                         } else
1676 #endif
1677                         if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1678                                 vm_page_try_to_free(m);
1679                         } else if (vm_page_count_severe()) {
1680                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1681                                 vm_page_try_to_cache(m);
1682                         } else {
1683                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1684                         }
1685                 }
1686         }
1687         crit_exit();
1688         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data), bp->b_xio.xio_npages);
1689         if (bp->b_bufsize) {
1690                 bufspacewakeup();
1691                 bp->b_bufsize = 0;
1692         }
1693         bp->b_xio.xio_npages = 0;
1694         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1695         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1696         if (bp->b_vp) {
1697                 get_mplock();
1698                 brelvp(bp);
1699                 rel_mplock();
1700         }
1701 }
1702
1703 /*
1704  * vfs_bio_awrite:
1705  *
1706  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1707  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1708  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the
1709  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1710  *
1711  *      The buffer is locked on call.
1712  */
1713 int
1714 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1715 {
1716         int i;
1717         int j;
1718         off_t loffset = bp->b_loffset;
1719         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1720         int nbytes;
1721         struct buf *bpa;
1722         int nwritten;
1723         int size;
1724
1725         /*
1726          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1727          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1728          * rather then at the beginning.
1729          *
1730          * NOTE: b_bio1 contains the logical loffset and is aliased
1731          * to b_loffset.  b_bio2 contains the translated block number.
1732          */
1733         if ((vp->v_type == VREG) &&
1734             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1735             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1736
1737                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1738
1739                 for (i = size; i < MAXPHYS; i += size) {
1740                         if ((bpa = findblk(vp, loffset + i, FINDBLK_TEST)) &&
1741                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1742                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1743                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1744                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1745                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1746                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1747                                      bp->b_bio2.bio_offset + i))
1748                                         break;
1749                         } else {
1750                                 break;
1751                         }
1752                 }
1753                 for (j = size; i + j <= MAXPHYS && j <= loffset; j += size) {
1754                         if ((bpa = findblk(vp, loffset - j, FINDBLK_TEST)) &&
1755                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1756                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1757                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1758                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1759                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1760                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1761                                      bp->b_bio2.bio_offset - j))
1762                                         break;
1763                         } else {
1764                                 break;
1765                         }
1766                 }
1767                 j -= size;
1768                 nbytes = (i + j);
1769
1770                 /*
1771                  * this is a possible cluster write
1772                  */
1773                 if (nbytes != size) {
1774                         BUF_UNLOCK(bp);
1775                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size,
1776                                                   loffset - j, nbytes);
1777                         return nwritten;
1778                 }
1779         }
1780
1781         /*
1782          * default (old) behavior, writing out only one block
1783          *
1784          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1785          */
1786         nwritten = bp->b_bufsize;
1787         bremfree(bp);
1788         bawrite(bp);
1789
1790         return nwritten;
1791 }
1792
1793 /*
1794  * getnewbuf:
1795  *
1796  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
1797  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1798  *
1799  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1800  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1801  *
1802  *      We block if:
1803  *              We have insufficient buffer headers
1804  *              We have insufficient buffer space
1805  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1806  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1807  *
1808  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1809  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1810  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1811  *
1812  * MPALMOSTSAFE
1813  */
1814 static struct buf *
1815 getnewbuf(int blkflags, int slptimeo, int size, int maxsize)
1816 {
1817         struct buf *bp;
1818         struct buf *nbp;
1819         int defrag = 0;
1820         int nqindex;
1821         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
1822         static int flushingbufs;
1823
1824         /*
1825          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1826          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1827          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1828          * async I/O rather then sync I/O.
1829          */
1830
1831         ++getnewbufcalls;
1832         --getnewbufrestarts;
1833 restart:
1834         ++getnewbufrestarts;
1835
1836         /*
1837          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1838          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1839          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1840          * dip into our reserves.
1841          *
1842          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1843          *
1844          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1845          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1846          * where we cannot backup.
1847          */
1848         nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1849         spin_lock_wr(&bufspin);
1850         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA]);
1851
1852         if (nbp == NULL) {
1853                 /*
1854                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1855                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1856                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1857                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1858                  */
1859                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1860                         nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1861                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
1862                 }
1863
1864                 /*
1865                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1866                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1867                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1868                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1869                  */
1870                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1871                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1872                         nqindex = BQUEUE_EMPTY;
1873                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY]);
1874                 }
1875         }
1876
1877         /*
1878          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1879          * depending.
1880          *
1881          * WARNING!  bufspin is held!
1882          */
1883         while ((bp = nbp) != NULL) {
1884                 int qindex = nqindex;
1885
1886                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1887
1888                 /*
1889                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
1890                  * cycles through the queue twice before being selected.
1891                  */
1892                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN &&
1893                     (bp->b_flags & B_AGE) == 0 && nbp) {
1894                         bp->b_flags |= B_AGE;
1895                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
1896                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
1897                         continue;
1898                 }
1899
1900                 /*
1901                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1902                  * or do other fancy things ).
1903                  */
1904                 if (nbp == NULL) {
1905                         switch(qindex) {
1906                         case BQUEUE_EMPTY:
1907                                 nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1908                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA])))
1909                                         break;
1910                                 /* fall through */
1911                         case BQUEUE_EMPTYKVA:
1912                                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1913                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN])))
1914                                         break;
1915                                 /* fall through */
1916                         case BQUEUE_CLEAN:
1917                                 /*
1918                                  * nbp is NULL.
1919                                  */
1920                                 break;
1921                         }
1922                 }
1923
1924                 /*
1925                  * Sanity Checks
1926                  */
1927                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
1928
1929                 /*
1930                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1931                  * buffers.
1932                  */
1933
1934                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1935
1936                 /*
1937                  * If we are defragging then we need a buffer with
1938                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
1939                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
1940                  * should also be non-zero at this point.  XXX
1941                  */
1942                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
1943                         kprintf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
1944                         continue;
1945                 }
1946
1947                 /*
1948                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1949                  * remains valid only for BQUEUE_EMPTY[KVA] bp's.  Buffers
1950                  * on the clean list must be disassociated from their
1951                  * current vnode.  Buffers on the empty[kva] lists have
1952                  * already been disassociated.
1953                  */
1954
1955                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
1956                         spin_unlock_wr(&bufspin);
1957                         kprintf("getnewbuf: warning, locked buf %p, race corrected\n", bp);
1958                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", hz / 100);
1959                         goto restart;
1960                 }
1961                 if (bp->b_qindex != qindex) {
1962                         spin_unlock_wr(&bufspin);
1963                         kprintf("getnewbuf: warning, BUF_LOCK blocked unexpectedly on buf %p index %d->%d, race corrected\n", bp, qindex, bp->b_qindex);
1964                         BUF_UNLOCK(bp);
1965                         goto restart;
1966                 }
1967                 bremfree_locked(bp);
1968                 spin_unlock_wr(&bufspin);
1969
1970                 /*
1971                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
1972                  * vnode.
1973                  *
1974                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
1975                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
1976                  * responsible for releasing the buffer.
1977                  *
1978                  * NOTE: bufspin is UNLOCKED now.
1979                  */
1980                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
1981                         get_mplock();
1982                         buf_deallocate(bp);
1983                         rel_mplock();
1984                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1985                                 bqrelse(bp);
1986                                 goto restart;
1987                         }
1988                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1989                 }
1990
1991                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN) {
1992                         get_mplock();
1993                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1994                                 get_mplock();
1995                                 vfs_vmio_release(bp);
1996                                 rel_mplock();
1997                         }
1998                         if (bp->b_vp)
1999                                 brelvp(bp);
2000                         rel_mplock();
2001                 }
2002
2003                 /*
2004                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2005                  * the scan from this point on.
2006                  *
2007                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
2008                  * valid after this operation.
2009                  */
2010
2011                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp3 %p flags %08x vnode %p qindex %d unexpectededly still associated!", bp, bp->b_flags, bp->b_vp, qindex));
2012                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2013
2014                 /*
2015                  * critical section protection is not required when
2016                  * scrapping a buffer's contents because it is already
2017                  * wired.
2018                  */
2019                 if (bp->b_bufsize) {
2020                         get_mplock();
2021                         allocbuf(bp, 0);
2022                         rel_mplock();
2023                 }
2024
2025                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2026                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2027                 bp->b_vp = NULL;
2028                 bp->b_error = 0;
2029                 bp->b_resid = 0;
2030                 bp->b_bcount = 0;
2031                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2032                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2033                 bp->b_act_count = ACT_INIT;
2034                 reinitbufbio(bp);
2035                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2036                 buf_dep_init(bp);
2037                 if (blkflags & GETBLK_BHEAVY)
2038                         bp->b_flags |= B_HEAVY;
2039
2040                 /*
2041                  * If we are defragging then free the buffer.
2042                  */
2043                 if (defrag) {
2044                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2045                         bfreekva(bp);
2046                         brelse(bp);
2047                         defrag = 0;
2048                         goto restart;
2049                 }
2050
2051                 /*
2052                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2053                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2054                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2055                  */
2056                 if (bufspace >= hibufspace)
2057                         flushingbufs = 1;
2058                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2059                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2060                         bfreekva(bp);
2061                         brelse(bp);
2062                         goto restart;
2063                 }
2064                 if (bufspace < lobufspace)
2065                         flushingbufs = 0;
2066                 break;
2067                 /* NOT REACHED, bufspin not held */
2068         }
2069
2070         /*
2071          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2072          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2073          *
2074          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2075          *
2076          * NOTE: bufspin is held if bp is NULL, else it is not held.
2077          */
2078         if (bp == NULL) {
2079                 int flags;
2080                 char *waitmsg;
2081
2082                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2083                 if (defrag) {
2084                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2085                         waitmsg = "nbufkv";
2086                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
2087                         waitmsg = "nbufbs";
2088                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2089                 } else {
2090                         waitmsg = "newbuf";
2091                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2092                 }
2093
2094                 needsbuffer |= flags;
2095                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2096                 while (needsbuffer & flags) {
2097                         if (tsleep(&needsbuffer, slpflags, waitmsg, slptimeo))
2098                                 return (NULL);
2099                 }
2100         } else {
2101                 /*
2102                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2103                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2104                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2105                  * BKVASIZE chunks.
2106                  *
2107                  * (bufspin is not held)
2108                  */
2109                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2110
2111                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
2112                         vm_offset_t addr = 0;
2113                         int count;
2114
2115                         bfreekva(bp);
2116
2117                         get_mplock();
2118                         count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
2119                         vm_map_lock(&buffer_map);
2120
2121                         if (vm_map_findspace(&buffer_map,
2122                                     vm_map_min(&buffer_map), maxsize,
2123                                     maxsize, 0, &addr)) {
2124                                 /*
2125                                  * Uh oh.  Buffer map is too fragmented.  We
2126                                  * must defragment the map.
2127                                  */
2128                                 vm_map_unlock(&buffer_map);
2129                                 vm_map_entry_release(count);
2130                                 ++bufdefragcnt;
2131                                 defrag = 1;
2132                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2133                                 rel_mplock();
2134                                 brelse(bp);
2135                                 goto restart;
2136                         }
2137                         if (addr) {
2138                                 vm_map_insert(&buffer_map, &count,
2139                                         NULL, 0,
2140                                         addr, addr + maxsize,
2141                                         VM_MAPTYPE_NORMAL,
2142                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
2143                                         MAP_NOFAULT);
2144
2145                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
2146                                 bp->b_kvasize = maxsize;
2147                                 bufspace += bp->b_kvasize;
2148                                 ++bufreusecnt;
2149                         }
2150                         vm_map_unlock(&buffer_map);
2151                         vm_map_entry_release(count);
2152                         rel_mplock();
2153                 }
2154                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2155         }
2156         return(bp);
2157 }
2158
2159 /*
2160  * This routine is called in an emergency to recover VM pages from the
2161  * buffer cache by cashing in clean buffers.  The idea is to recover
2162  * enough pages to be able to satisfy a stuck bio_page_alloc().
2163  */
2164 static int
2165 recoverbufpages(void)
2166 {
2167         struct buf *bp;
2168         int bytes = 0;
2169
2170         ++recoverbufcalls;
2171
2172         spin_lock_wr(&bufspin);
2173         while (bytes < MAXBSIZE) {
2174                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
2175                 if (bp == NULL)
2176                         break;
2177
2178                 /*
2179                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
2180                  * cycles through the queue twice before being selected.
2181                  */
2182                 if ((bp->b_flags & B_AGE) == 0 && TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) {
2183                         bp->b_flags |= B_AGE;
2184                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
2185                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN],
2186                                           bp, b_freelist);
2187                         continue;
2188                 }
2189
2190                 /*
2191                  * Sanity Checks
2192                  */
2193                 KKASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_CLEAN);
2194                 KKASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0);
2195
2196                 /*
2197                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.
2198                  *
2199                  * Buffers on the clean list must be disassociated from
2200                  * their current vnode
2201                  */
2202
2203                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2204                         kprintf("recoverbufpages: warning, locked buf %p, race corrected\n", bp);
2205                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", hz / 100);
2206                         continue;
2207                 }
2208                 if (bp->b_qindex != BQUEUE_CLEAN) {
2209                         kprintf("recoverbufpages: warning, BUF_LOCK blocked unexpectedly on buf %p index %d, race corrected\n", bp, bp->b_qindex);
2210                         BUF_UNLOCK(bp);
2211                         continue;
2212                 }
2213                 bremfree_locked(bp);
2214                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2215
2216                 /*
2217                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2218                  * vnode.
2219                  *
2220                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2221                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2222                  * responsible for releasing the buffer.
2223                  */
2224                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2225                         buf_deallocate(bp);
2226                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2227                                 bqrelse(bp);
2228                                 spin_lock_wr(&bufspin);
2229                                 continue;
2230                         }
2231                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2232                 }
2233
2234                 bytes += bp->b_bufsize;
2235
2236                 get_mplock();
2237                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2238                         bp->b_flags |= B_DIRECT;    /* try to free pages */
2239                         vfs_vmio_release(bp);
2240                 }
2241                 if (bp->b_vp)
2242                         brelvp(bp);
2243
2244                 KKASSERT(bp->b_vp == NULL);
2245                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2246
2247                 /*
2248                  * critical section protection is not required when
2249                  * scrapping a buffer's contents because it is already
2250                  * wired.
2251                  */
2252                 if (bp->b_bufsize)
2253                         allocbuf(bp, 0);
2254                 rel_mplock();
2255
2256                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2257                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2258                 bp->b_vp = NULL;
2259                 bp->b_error = 0;
2260                 bp->b_resid = 0;
2261                 bp->b_bcount = 0;
2262                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2263                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2264                 reinitbufbio(bp);
2265                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2266                 buf_dep_init(bp);
2267                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2268                 /* bfreekva(bp); */
2269                 brelse(bp);
2270                 spin_lock_wr(&bufspin);
2271         }
2272         spin_unlock_wr(&bufspin);
2273         return(bytes);
2274 }
2275
2276 /*
2277  * buf_daemon:
2278  *
2279  *      Buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2280  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2281  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2282  *
2283  *      Once a flush is initiated it does not stop until the number
2284  *      of buffers falls below lodirtybuffers, but we will wake up anyone
2285  *      waiting at the mid-point.
2286  */
2287
2288 static struct kproc_desc buf_kp = {
2289         "bufdaemon",
2290         buf_daemon,
2291         &bufdaemon_td
2292 };
2293 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2294         kproc_start, &buf_kp)
2295
2296 static struct kproc_desc bufhw_kp = {
2297         "bufdaemon_hw",
2298         buf_daemon_hw,
2299         &bufdaemonhw_td
2300 };
2301 SYSINIT(bufdaemon_hw, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2302         kproc_start, &bufhw_kp)
2303
2304 static void
2305 buf_daemon(void)
2306 {
2307         int limit;
2308
2309         /*
2310          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2311          */
2312         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2313                               bufdaemon_td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2314         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2315
2316         /*
2317          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2318          */
2319         crit_enter();
2320
2321         for (;;) {
2322                 kproc_suspend_loop();
2323
2324                 /*
2325                  * Do the flush as long as the number of dirty buffers
2326                  * (including those running) exceeds lodirtybufspace.
2327                  *
2328                  * When flushing limit running I/O to hirunningspace
2329                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2330                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2331                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2332                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2333                  *
2334                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2335                  * but because we split the operation into two threads we
2336                  * have to cut it in half for each thread.
2337                  */
2338                 waitrunningbufspace();
2339                 limit = lodirtybufspace / 2;
2340                 while (runningbufspace + dirtybufspace > limit ||
2341                        dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2) {
2342                         if (flushbufqueues(BQUEUE_DIRTY) == 0)
2343                                 break;
2344                         if (runningbufspace < hirunningspace)
2345                                 continue;
2346                         waitrunningbufspace();
2347                 }
2348
2349                 /*
2350                  * We reached our low water mark, reset the
2351                  * request and sleep until we are needed again.
2352                  * The sleep is just so the suspend code works.
2353                  */
2354                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
2355                 if (bd_request == 0) {
2356                         ssleep(&bd_request, &needsbuffer_spin, 0,
2357                                "psleep", hz);
2358                 }
2359                 bd_request = 0;
2360                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
2361         }
2362 }
2363
2364 static void
2365 buf_daemon_hw(void)
2366 {
2367         int limit;
2368
2369         /*
2370          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2371          */
2372         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2373                               bufdaemonhw_td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2374         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2375
2376         /*
2377          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2378          */
2379         crit_enter();
2380
2381         for (;;) {
2382                 kproc_suspend_loop();
2383
2384                 /*
2385                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2386                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2387                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2388                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2389                  *
2390                  * Once we decide to flush push the queued I/O up to
2391                  * hirunningspace in order to trigger bursting by the bioq
2392                  * subsystem.
2393                  *
2394                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2395                  * but because we split the operation into two threads we
2396                  * have to cut it in half for each thread.
2397                  */
2398                 waitrunningbufspace();
2399                 limit = lodirtybufspace / 2;
2400                 while (runningbufspace + dirtybufspacehw > limit ||
2401                        dirtybufcounthw >= nbuf / 2) {
2402                         if (flushbufqueues(BQUEUE_DIRTY_HW) == 0)
2403                                 break;
2404                         if (runningbufspace < hirunningspace)
2405                                 continue;
2406                         waitrunningbufspace();
2407                 }
2408
2409                 /*
2410                  * We reached our low water mark, reset the
2411                  * request and sleep until we are needed again.
2412                  * The sleep is just so the suspend code works.
2413                  */
2414                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
2415                 if (bd_request_hw == 0) {
2416                         ssleep(&bd_request_hw, &needsbuffer_spin, 0,
2417                                "psleep", hz);
2418                 }
2419                 bd_request_hw = 0;
2420                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
2421         }
2422 }
2423
2424 /*
2425  * flushbufqueues:
2426  *
2427  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2428  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is
2429  *      particularly sensitive to.
2430  *
2431  *      B_RELBUF may only be set by VFSs.  We do set B_AGE to indicate
2432  *      that we really want to try to get the buffer out and reuse it
2433  *      due to the write load on the machine.
2434  */
2435 static int
2436 flushbufqueues(bufq_type_t q)
2437 {
2438         struct buf *bp;
2439         int r = 0;
2440         int spun;
2441
2442         spin_lock_wr(&bufspin);
2443         spun = 1;
2444
2445         bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[q]);
2446         while (bp) {
2447                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI),
2448                         ("unexpected clean buffer %p", bp));
2449
2450                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2451                         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2452                                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2453                                 spun = 0;
2454                                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0)
2455                                         panic("flushbufqueues: locked buf");
2456                                 bremfree(bp);
2457                                 brelse(bp);
2458                                 ++r;
2459                                 break;
2460                         }
2461                         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2462                             (bp->b_flags & B_DEFERRED) == 0 &&
2463                             buf_countdeps(bp, 0)) {
2464                                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[q], bp, b_freelist);
2465                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[q], bp,
2466                                                   b_freelist);
2467                                 bp->b_flags |= B_DEFERRED;
2468                                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[q]);
2469                                 continue;
2470                         }
2471
2472                         /*
2473                          * Only write it out if we can successfully lock
2474                          * it.  If the buffer has a dependancy,
2475                          * buf_checkwrite must also return 0 for us to
2476                          * be able to initate the write.
2477                          *
2478                          * If the buffer is flagged B_ERROR it may be
2479                          * requeued over and over again, we try to
2480                          * avoid a live lock.
2481                          */
2482                         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) == 0) {
2483                                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2484                                 spun = 0;
2485                                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2486                                     buf_checkwrite(bp)) {
2487                                         bremfree(bp);
2488                                         brelse(bp);
2489                                 } else if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2490                                         tsleep(bp, 0, "bioer", 1);
2491                                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2492                                         vfs_bio_awrite(bp);
2493                                 } else {
2494                                         bp->b_flags |= B_AGE;
2495                                         vfs_bio_awrite(bp);
2496                                 }
2497                                 ++r;
2498                                 break;
2499                         }
2500                 }
2501                 bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2502         }
2503         if (spun)
2504                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2505         return (r);
2506 }
2507
2508 /*
2509  * inmem:
2510  *
2511  *      Returns true if no I/O is needed to access the associated VM object.
2512  *      This is like findblk except it also hunts around in the VM system for
2513  *      the data.
2514  *
2515  *      Note that we ignore vm_page_free() races from interrupts against our
2516  *      lookup, since if the caller is not protected our return value will not
2517  *      be any more valid then otherwise once we exit the critical section.
2518  */
2519 int
2520 inmem(struct vnode *vp, off_t loffset)
2521 {
2522         vm_object_t obj;
2523         vm_offset_t toff, tinc, size;
2524         vm_page_t m;
2525
2526         if (findblk(vp, loffset, FINDBLK_TEST))
2527                 return 1;
2528         if (vp->v_mount == NULL)
2529                 return 0;
2530         if ((obj = vp->v_object) == NULL)
2531                 return 0;
2532
2533         size = PAGE_SIZE;
2534         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2535                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2536
2537         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2538                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(loffset + toff));
2539                 if (m == NULL)
2540                         return 0;
2541                 tinc = size;
2542                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK))
2543                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK);
2544                 if (vm_page_is_valid(m,
2545                     (vm_offset_t) ((toff + loffset) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2546                         return 0;
2547         }
2548         return 1;
2549 }
2550
2551 /*
2552  * findblk:
2553  *
2554  *      Locate and return the specified buffer.  Unless flagged otherwise,
2555  *      a locked buffer will be returned if it exists or NULL if it does not.
2556  *
2557  *      findblk()'d buffers are still on the bufqueues and if you intend
2558  *      to use your (locked NON-TEST) buffer you need to bremfree(bp)
2559  *      and possibly do other stuff to it.
2560  *
2561  *      FINDBLK_TEST    - Do not lock the buffer.  The caller is responsible
2562  *                        for locking the buffer and ensuring that it remains
2563  *                        the desired buffer after locking.
2564  *
2565  *      FINDBLK_NBLOCK  - Lock the buffer non-blocking.  If we are unable
2566  *                        to acquire the lock we return NULL, even if the
2567  *                        buffer exists.
2568  *
2569  *      (0)             - Lock the buffer blocking.
2570  *
2571  * MPSAFE
2572  */
2573 struct buf *
2574 findblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int flags)
2575 {
2576         lwkt_tokref vlock;
2577         struct buf *bp;
2578         int lkflags;
2579
2580         lkflags = LK_EXCLUSIVE;
2581         if (flags & FINDBLK_NBLOCK)
2582                 lkflags |= LK_NOWAIT;
2583
2584         for (;;) {
2585                 lwkt_gettoken(&vlock, &vp->v_token);
2586                 bp = buf_rb_hash_RB_LOOKUP(&vp->v_rbhash_tree, loffset);
2587                 lwkt_reltoken(&vlock);
2588                 if (bp == NULL || (flags & FINDBLK_TEST))
2589                         break;
2590                 if (BUF_LOCK(bp, lkflags)) {
2591                         bp = NULL;
2592                         break;
2593                 }
2594                 if (bp->b_vp == vp && bp->b_loffset == loffset)
2595                         break;
2596                 BUF_UNLOCK(bp);
2597         }
2598         return(bp);
2599 }
2600
2601 /*
2602  * getcacheblk:
2603  *
2604  *      Similar to getblk() except only returns the buffer if it is
2605  *      B_CACHE and requires no other manipulation.  Otherwise NULL
2606  *      is returned.
2607  *
2608  *      If B_RAM is set the buffer might be just fine, but we return
2609  *      NULL anyway because we want the code to fall through to the
2610  *      cluster read.  Otherwise read-ahead breaks.
2611  */
2612 struct buf *
2613 getcacheblk(struct vnode *vp, off_t loffset)
2614 {
2615         struct buf *bp;
2616
2617         bp = findblk(vp, loffset, 0);
2618         if (bp) {
2619                 if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE | B_RAM)) == B_CACHE) {
2620                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2621                         bremfree(bp);
2622                 } else {
2623                         BUF_UNLOCK(bp);
2624                         bp = NULL;
2625                 }
2626         }
2627         return (bp);
2628 }
2629
2630 /*
2631  * getblk:
2632  *
2633  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2634  *      B_INVAL may or may not be set on return.  The caller should clear
2635  *      B_INVAL prior to initiating a READ.
2636  *
2637  *      IT IS IMPORTANT TO UNDERSTAND THAT IF YOU CALL GETBLK() AND B_CACHE
2638  *      IS NOT SET, YOU MUST INITIALIZE THE RETURNED BUFFER, ISSUE A READ,
2639  *      OR SET B_INVAL BEFORE RETIRING IT.  If you retire a getblk'd buffer
2640  *      without doing any of those things the system will likely believe
2641  *      the buffer to be valid (especially if it is not B_VMIO), and the
2642  *      next getblk() will return the buffer with B_CACHE set.
2643  *
2644  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2645  *      an existing buffer.
2646  *
2647  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2648  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2649  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2650  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2651  *
2652  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2653  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2654  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2655  *      backing VM.
2656  *
2657  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2658  *      B_CACHE bit is clear.
2659  *
2660  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2661  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2662  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2663  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2664  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O,
2665  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2666  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2667  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller
2668  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
2669  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2670  *
2671  *      getblk flags:
2672  *
2673  *      GETBLK_PCATCH - catch signal if blocked, can cause NULL return
2674  *      GETBLK_BHEAVY - heavy-weight buffer cache buffer
2675  *
2676  * MPALMOSTSAFE
2677  */
2678 struct buf *
2679 getblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int blkflags, int slptimeo)
2680 {
2681         struct buf *bp;
2682         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
2683         int error;
2684         int lkflags;
2685
2686         if (size > MAXBSIZE)
2687                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)", size, MAXBSIZE);
2688         if (vp->v_object == NULL)
2689                 panic("getblk: vnode %p has no object!", vp);
2690
2691 loop:
2692         if ((bp = findblk(vp, loffset, FINDBLK_TEST)) != NULL) {
2693                 /*
2694                  * The buffer was found in the cache, but we need to lock it.
2695                  * Even with LK_NOWAIT the lockmgr may break our critical
2696                  * section, so double-check the validity of the buffer
2697                  * once the lock has been obtained.
2698                  */
2699                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2700                         if (blkflags & GETBLK_NOWAIT)
2701                                 return(NULL);
2702                         lkflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL;
2703                         if (blkflags & GETBLK_PCATCH)
2704                                 lkflags |= LK_PCATCH;
2705                         error = BUF_TIMELOCK(bp, lkflags, "getblk", slptimeo);
2706                         if (error) {
2707                                 if (error == ENOLCK)
2708                                         goto loop;
2709                                 return (NULL);
2710                         }
2711                         /* buffer may have changed on us */
2712                 }
2713
2714                 /*
2715                  * Once the buffer has been locked, make sure we didn't race
2716                  * a buffer recyclement.  Buffers that are no longer hashed
2717                  * will have b_vp == NULL, so this takes care of that check
2718                  * as well.
2719                  */
2720                 if (bp->b_vp != vp || bp->b_loffset != loffset) {
2721                         kprintf("Warning buffer %p (vp %p loffset %lld) "
2722                                 "was recycled\n",
2723                                 bp, vp, (long long)loffset);
2724                         BUF_UNLOCK(bp);
2725                         goto loop;
2726                 }
2727
2728                 /*
2729                  * If SZMATCH any pre-existing buffer must be of the requested
2730                  * size or NULL is returned.  The caller absolutely does not
2731                  * want getblk() to bwrite() the buffer on a size mismatch.
2732                  */
2733                 if ((blkflags & GETBLK_SZMATCH) && size != bp->b_bcount) {
2734                         BUF_UNLOCK(bp);
2735                         return(NULL);
2736                 }
2737
2738                 /*
2739                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2740                  */
2741                 KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
2742                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2743                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2744
2745                 /*
2746                  * Make sure that B_INVAL buffers do not have a cached
2747                  * block number translation.
2748                  */
2749                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) && (bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET)) {
2750                         kprintf("Warning invalid buffer %p (vp %p loffset %lld)"
2751                                 " did not have cleared bio_offset cache\n",
2752                                 bp, vp, (long long)loffset);
2753                         clearbiocache(&bp->b_bio2);
2754                 }
2755
2756                 /*
2757                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is
2758                  * invalid.
2759                  */
2760                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2761                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2762                 bremfree(bp);
2763
2764                 /*
2765                  * Any size inconsistancy with a dirty buffer or a buffer
2766                  * with a softupdates dependancy must be resolved.  Resizing
2767                  * the buffer in such circumstances can lead to problems.
2768                  *
2769                  * Dirty or dependant buffers are written synchronously.
2770                  * Other types of buffers are simply released and
2771                  * reconstituted as they may be backed by valid, dirty VM
2772                  * pages (but not marked B_DELWRI).
2773                  *
2774                  * NFS NOTE: NFS buffers which straddle EOF are oddly-sized
2775                  * and may be left over from a prior truncation (and thus
2776                  * no longer represent the actual EOF point), so we
2777                  * definitely do not want to B_NOCACHE the backing store.
2778                  */
2779                 if (size != bp->b_bcount) {
2780                         get_mplock();
2781                         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2782                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2783                                 bwrite(bp);
2784                         } else if (LIST_FIRST(&bp->b_dep)) {
2785                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2786                                 bwrite(bp);
2787                         } else {
2788                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2789                                 brelse(bp);
2790                         }
2791                         rel_mplock();
2792                         goto loop;
2793                 }
2794                 KKASSERT(size <= bp->b_kvasize);
2795                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
2796                         ("getblk: no buffer offset"));
2797
2798                 /*
2799                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2800                  * be committed before we can return the buffer in
2801                  * order to prevent the caller from issuing a read
2802                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2803                  * it.
2804                  *
2805                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2806                  * operate properly either because they assume they
2807                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2808                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due
2809                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2810                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2811                  * preventing further loops.
2812                  *
2813                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2814                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2815                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2816                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2817                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2818                  * after the write.
2819                  *
2820                  * XXX Should this be B_RELBUF instead of B_NOCACHE?
2821                  *     I'm not even sure this state is still possible
2822                  *     now that getblk() writes out any dirty buffers
2823                  *     on size changes.
2824                  *
2825                  * We might be able to do something fancy, like setting
2826                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2827                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2828                  * confusing.  This is much easier.
2829                  */
2830
2831                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2832                         get_mplock();
2833                         kprintf("getblk: Warning, bp %p loff=%jx DELWRI set "
2834                                 "and CACHE clear, b_flags %08x\n",
2835                                 bp, (intmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags);
2836                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2837                         bwrite(bp);
2838                         rel_mplock();
2839                         goto loop;
2840                 }
2841         } else {
2842                 /*
2843                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2844                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2845                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2846                  *
2847                  * Calculating the offset for the I/O requires figuring out
2848                  * the block size.  We use DEV_BSIZE for VBLK or VCHR and
2849                  * the mount's f_iosize otherwise.  If the vnode does not
2850                  * have an associated mount we assume that the passed size is
2851                  * the block size.
2852                  *
2853                  * Note that vn_isdisk() cannot be used here since it may
2854                  * return a failure for numerous reasons.   Note that the
2855                  * buffer size may be larger then the block size (the caller
2856                  * will use block numbers with the proper multiple).  Beware
2857                  * of using any v_* fields which are part of unions.  In
2858                  * particular, in DragonFly the mount point overloading
2859                  * mechanism uses the namecache only and the underlying
2860                  * directory vnode is not a special case.
2861                  */
2862                 int bsize, maxsize;
2863
2864                 if (vp->v_type == VBLK || vp->v_type == VCHR)
2865                         bsize = DEV_BSIZE;
2866                 else if (vp->v_mount)
2867                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2868                 else
2869                         bsize = size;
2870
2871                 maxsize = size + (loffset & PAGE_MASK);
2872                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2873
2874                 bp = getnewbuf(blkflags, slptimeo, size, maxsize);
2875                 if (bp == NULL) {
2876                         if (slpflags || slptimeo)
2877                                 return NULL;
2878                         goto loop;
2879                 }
2880
2881                 /*
2882                  * Atomically insert the buffer into the hash, so that it can
2883                  * be found by findblk().
2884                  *
2885                  * If bgetvp() returns non-zero a collision occured, and the
2886                  * bp will not be associated with the vnode.
2887                  *
2888                  * Make sure the translation layer has been cleared.
2889                  */
2890                 bp->b_loffset = loffset;
2891                 bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
2892                 /* bp->b_bio2.bio_next = NULL; */
2893
2894                 if (bgetvp(vp, bp)) {
2895                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2896                         brelse(bp);
2897                         goto loop;
2898                 }
2899
2900                 /*
2901                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2902                  */
2903                 KKASSERT(vp->v_object != NULL);
2904                 bp->b_flags |= B_VMIO;
2905                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2906
2907                 get_mplock();
2908                 allocbuf(bp, size);
2909                 rel_mplock();
2910         }
2911         return (bp);
2912 }
2913
2914 /*
2915  * regetblk(bp)
2916  *
2917  * Reacquire a buffer that was previously released to the locked queue,
2918  * or reacquire a buffer which is interlocked by having bioops->io_deallocate
2919  * set B_LOCKED (which handles the acquisition race).
2920  *
2921  * To this end, either B_LOCKED must be set or the dependancy list must be
2922  * non-empty.
2923  *
2924  * MPSAFE
2925  */
2926 void
2927 regetblk(struct buf *bp)
2928 {
2929         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) || LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL);
2930         BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2931         bremfree(bp);
2932 }
2933
2934 /*
2935  * geteblk:
2936  *
2937  *      Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is
2938  *      initially set to B_INVAL.
2939  *
2940  *      critical section protection is not required for the allocbuf()
2941  *      call because races are impossible here.
2942  *
2943  * MPALMOSTSAFE
2944  */
2945 struct buf *
2946 geteblk(int size)
2947 {
2948         struct buf *bp;
2949         int maxsize;
2950
2951         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2952
2953         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, maxsize)) == 0)
2954                 ;
2955         get_mplock();
2956         allocbuf(bp, size);
2957         rel_mplock();
2958         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2959         return (bp);
2960 }
2961
2962
2963 /*
2964  * allocbuf:
2965  *
2966  *      This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2967  *      memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2968  *      VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2969  *      resize a buffer up or down.
2970  *
2971  *      Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2972  *      deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!!
2973  *      There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by
2974  *      the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2975  *
2976  *      allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2977  *      B_CACHE for the non-VMIO case.
2978  *
2979  *      This routine does not need to be called from a critical section but you
2980  *      must own the buffer.
2981  *
2982  * NOTMPSAFE
2983  */
2984 int
2985 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2986 {
2987         int newbsize, mbsize;
2988         int i;
2989
2990         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
2991                 panic("allocbuf: buffer not busy");
2992
2993         if (bp->b_kvasize < size)
2994                 panic("allocbuf: buffer too small");
2995
2996         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2997                 caddr_t origbuf;
2998                 int origbufsize;
2999                 /*
3000                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3001                  * mess with B_CACHE.
3002                  */
3003                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3004                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3005                         newbsize = mbsize;
3006                 else
3007                         newbsize = round_page(size);
3008
3009                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3010                         /*
3011                          * Malloced buffers are not shrunk
3012                          */
3013                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3014                                 if (newbsize) {
3015                                         bp->b_bcount = size;
3016                                 } else {
3017                                         kfree(bp->b_data, M_BIOBUF);
3018                                         if (bp->b_bufsize) {
3019                                                 bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
3020                                                 bufspacewakeup();
3021                                                 bp->b_bufsize = 0;
3022                                         }
3023                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3024                                         bp->b_bcount = 0;
3025                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3026                                 }
3027                                 return 1;
3028                         }
3029                         vm_hold_free_pages(
3030                             bp,
3031                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
3032                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
3033                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3034                         /*
3035                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3036                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3037                          * grows.
3038                          */
3039                         if ((bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3040                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3041                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3042
3043                                 bp->b_data = kmalloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3044                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3045                                 bp->b_bcount = size;
3046                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3047                                 bufmallocspace += mbsize;
3048                                 return 1;
3049                         }
3050                         origbuf = NULL;
3051                         origbufsize = 0;
3052                         /*
3053                          * If the buffer is growing on its other-than-first
3054                          * allocation, then we revert to the page-allocation
3055                          * scheme.
3056                          */
3057                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3058                                 origbuf = bp->b_data;
3059                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3060                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3061                                 if (bp->b_bufsize) {
3062                                         bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
3063                                         bufspacewakeup();
3064                                         bp->b_bufsize = 0;
3065                                 }
3066                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3067                                 newbsize = round_page(newbsize);
3068                         }
3069                         vm_hold_load_pages(
3070                             bp,
3071                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3072                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3073                         if (origbuf) {
3074                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3075                                 kfree(origbuf, M_BIOBUF);
3076                         }
3077                 }
3078         } else {
3079                 vm_page_t m;
3080                 int desiredpages;
3081
3082                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3083                 desiredpages = ((int)(bp->b_loffset & PAGE_MASK) +
3084                                 newbsize + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
3085                 KKASSERT(desiredpages <= XIO_INTERNAL_PAGES);
3086
3087                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3088                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3089                 /*
3090                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3091                  * 0-length.
3092                  */
3093                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3094                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3095
3096                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3097                         /*
3098                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3099                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3100                          * if we have to remove any pages.
3101                          */
3102                         if (desiredpages < bp->b_xio.xio_npages) {
3103                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3104                                         /*
3105                                          * the page is not freed here -- it
3106                                          * is the responsibility of
3107                                          * vnode_pager_setsize
3108                                          */
3109                                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3110                                         KASSERT(m != bogus_page,
3111                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3112                                         while (vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "biodep"))
3113                                                 ;
3114
3115                                         bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3116                                         vm_page_unwire(m, 0);
3117                                 }
3118                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3119                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_xio.xio_npages - desiredpages));
3120                                 bp->b_xio.xio_npages = desiredpages;
3121                         }
3122                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3123                         /*
3124                          * We are growing the buffer, possibly in a
3125                          * byte-granular fashion.
3126                          */
3127                         struct vnode *vp;
3128                         vm_object_t obj;
3129                         vm_offset_t toff;
3130                         vm_offset_t tinc;
3131
3132                         /*
3133                          * Step 1, bring in the VM pages from the object,
3134                          * allocating them if necessary.  We must clear
3135                          * B_CACHE if these pages are not valid for the
3136                          * range covered by the buffer.
3137                          *
3138                          * critical section protection is required to protect
3139                          * against interrupts unbusying and freeing pages
3140                          * between our vm_page_lookup() and our
3141                          * busycheck/wiring call.
3142                          */
3143                         vp = bp->b_vp;
3144                         obj = vp->v_object;
3145
3146                         crit_enter();
3147                         while (bp->b_xio.xio_npages < desiredpages) {
3148                                 vm_page_t m;
3149                                 vm_pindex_t pi;
3150
3151                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + bp->b_xio.xio_npages;
3152                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
3153                                         /*
3154                                          * note: must allocate system pages
3155                                          * since blocking here could intefere
3156                                          * with paging I/O, no matter which
3157                                          * process we are.
3158                                          */
3159                                         m = bio_page_alloc(obj, pi, desiredpages - bp->b_xio.xio_npages);
3160                                         if (m) {
3161                                                 vm_page_wire(m);
3162                                                 vm_page_wakeup(m);
3163                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3164                                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3165                                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3166                                         }
3167                                         continue;
3168                                 }
3169
3170                                 /*
3171                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
3172                                  * retry because it might have gotten freed out
3173                                  * from under us.
3174                                  *
3175                                  * We can only test PG_BUSY here.  Blocking on
3176                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3177                                  *
3178                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3179                                  *
3180                                  */
3181
3182                                 if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
3183                                         continue;
3184                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3185                                 vm_page_wire(m);
3186                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3187                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3188                                 if (bp->b_act_count < m->act_count)
3189                                         bp->b_act_count = m->act_count;
3190                         }
3191                         crit_exit();
3192
3193                         /*
3194                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3195                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3196                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3197                          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3198                          * aligned range ( newbsize ).
3199                          *
3200                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3201                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3202                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3203                          * fails with NFS if the server or some other client
3204                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized,
3205                          * B_CACHE may remain set! XXX
3206                          */
3207
3208                         toff = bp->b_bcount;
3209                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_loffset + toff) & PAGE_MASK);
3210
3211                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3212                                 vm_pindex_t pi;
3213
3214                                 if (tinc > (size - toff))
3215                                         tinc = size - toff;
3216
3217                                 pi = ((bp->b_loffset & PAGE_MASK) + toff) >>
3218                                     PAGE_SHIFT;
3219
3220                                 vfs_buf_test_cache(
3221                                     bp,
3222                                     bp->b_loffset,
3223                                     toff,
3224                                     tinc,
3225                                     bp->b_xio.xio_pages[pi]
3226                                 );
3227                                 toff += tinc;
3228                                 tinc = PAGE_SIZE;
3229                         }
3230
3231                         /*
3232                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3233                          * bp->b_data is relative to bp->b_loffset, but
3234                          * bp->b_loffset may be offset into the first page.
3235                          */
3236
3237                         bp->b_data = (caddr_t)
3238                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3239                         pmap_qenter(
3240                             (vm_offset_t)bp->b_data,
3241                             bp->b_xio.xio_pages,
3242                             bp->b_xio.xio_npages
3243                         );
3244                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
3245                             (vm_offset_t)(bp->b_loffset & PAGE_MASK));
3246                 }
3247         }
3248
3249         /* adjust space use on already-dirty buffer */
3250         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3251                 dirtybufspace += newbsize - bp->b_bufsize;
3252                 if (bp->b_flags & B_HEAVY)
3253                         dirtybufspacehw += newbsize - bp->b_bufsize;
3254         }
3255         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3256                 bufspacewakeup();
3257         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3258         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3259         return 1;
3260 }
3261
3262 /*
3263  * biowait:
3264  *
3265  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status. B_EINTR
3266  *      is converted into an EINTR error but not cleared (since a chain
3267  *      of biowait() calls may occur).
3268  *
3269  *      On return bpdone() will have been called but the buffer will remain
3270  *      locked and will not have been brelse()'d.
3271  *
3272  *      NOTE!  If a timeout is specified and ETIMEDOUT occurs the I/O is
3273  *      likely still in progress on return.
3274  *
3275  *      NOTE!  This operation is on a BIO, not a BUF.
3276  *
3277  *      NOTE!  BIO_DONE is cleared by vn_strategy()
3278  *
3279  * MPSAFE
3280  */
3281 static __inline int
3282 _biowait(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3283 {
3284         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3285         u_int32_t flags;
3286         u_int32_t nflags;
3287         int error;
3288
3289         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3290         for (;;) {
3291                 flags = bio->bio_flags;
3292                 if (flags & BIO_DONE)
3293                         break;
3294                 tsleep_interlock(bio, 0);
3295                 nflags = flags | BIO_WANT;
3296                 tsleep_interlock(bio, 0);
3297                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3298                         if (wmesg)
3299                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, wmesg, to);
3300                         else if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3301                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biord", to);
3302                         else
3303                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biowr", to);
3304                         if (error) {
3305                                 kprintf("tsleep error biowait %d\n", error);
3306                                 return (error);
3307                         }
3308                         break;
3309                 }
3310         }
3311
3312         /*
3313          * Finish up.
3314          */
3315         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3316         bio->bio_flags &= ~(BIO_DONE | BIO_SYNC);
3317         if (bp->b_flags & B_EINTR)
3318                 return (EINTR);
3319         if (bp->b_flags & B_ERROR)
3320                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3321         return (0);
3322 }
3323
3324 int
3325 biowait(struct bio *bio, const char *wmesg)
3326 {
3327         return(_biowait(bio, wmesg, 0));
3328 }
3329
3330 int
3331 biowait_timeout(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3332 {
3333         return(_biowait(bio, wmesg, to));
3334 }
3335
3336 /*
3337  * This associates a tracking count with an I/O.  vn_strategy() and
3338  * dev_dstrategy() do this automatically but there are a few cases
3339  * where a vnode or device layer is bypassed when a block translation
3340  * is cached.  In such cases bio_start_transaction() may be called on
3341  * the bypassed layers so the system gets an I/O in progress indication
3342  * for those higher layers.
3343  */
3344 void
3345 bio_start_transaction(struct bio *bio, struct bio_track *track)
3346 {
3347         bio->bio_track = track;
3348         bio_track_ref(track);
3349 }
3350
3351 /*
3352  * Initiate I/O on a vnode.
3353  */
3354 void
3355 vn_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3356 {
3357         struct bio_track *track;
3358
3359         KKASSERT(bio->bio_buf->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3360         if (bio->bio_buf->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3361                 track = &vp->v_track_read;
3362         else
3363                 track = &vp->v_track_write;
3364         KKASSERT((bio->bio_flags & BIO_DONE) == 0);
3365         bio->bio_track = track;
3366         bio_track_ref(track);
3367         vop_strategy(*vp->v_ops, vp, bio);
3368 }
3369
3370 /*
3371  * bpdone:
3372  *
3373  *      Finish I/O on a buffer after all BIOs have been processed.
3374  *      Called when the bio chain is exhausted or by biowait.  If called
3375  *      by biowait, elseit is typically 0.
3376  *
3377  *      bpdone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3378  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk()
3379  *      assuming B_INVAL is clear.
3380  *
3381  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3382  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3383  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3384  *
3385  *      bpdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3386  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3387  *      in the biodone routine.
3388  */
3389 void
3390 bpdone(struct buf *bp, int elseit)
3391 {
3392         buf_cmd_t cmd;
3393
3394         KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) > 0,
3395                 ("biodone: bp %p not busy %d", bp, BUF_REFCNTNB(bp)));
3396         KASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE,
3397                 ("biodone: bp %p already done!", bp));
3398
3399         /*
3400          * No more BIOs are left.  All completion functions have been dealt
3401          * with, now we clean up the buffer.
3402          */
3403         cmd = bp->b_cmd;
3404         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
3405
3406         /*
3407          * Only reads and writes are processed past this point.
3408          */
3409         if (cmd != BUF_CMD_READ && cmd != BUF_CMD_WRITE) {
3410                 if (cmd == BUF_CMD_FREEBLKS)
3411                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3412                 if (elseit)
3413                         brelse(bp);
3414                 return;
3415         }
3416
3417         /*
3418          * Warning: softupdates may re-dirty the buffer, and HAMMER can do
3419          * a lot worse.  XXX - move this above the clearing of b_cmd
3420          */
3421         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
3422                 buf_complete(bp);
3423
3424         /*
3425          * A failed write must re-dirty the buffer unless B_INVAL
3426          * was set.  Only applicable to normal buffers (with VPs).
3427          * vinum buffers may not have a vp.
3428          */
3429         if (cmd == BUF_CMD_WRITE &&
3430             (bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL)) == B_ERROR) {
3431                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
3432                 if (bp->b_vp)
3433                         bdirty(bp);
3434         }
3435
3436         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3437                 int i;
3438                 vm_ooffset_t foff;
3439                 vm_page_t m;
3440                 vm_object_t obj;
3441                 int iosize;
3442                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3443
3444                 obj = vp->v_object;
3445
3446 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3447                 if (vp->v_auxrefs == 0)
3448                         panic("biodone: zero vnode hold count");
3449                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
3450                         panic("biodone: vnode is not setup for merged cache");
3451 #endif
3452
3453                 foff = bp->b_loffset;
3454                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("biodone: no buffer offset"));
3455                 KASSERT(obj != NULL, ("biodone: missing VM object"));
3456
3457 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3458                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_xio.xio_npages) {
3459                         kprintf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_xio.xio_npages(%d)\n",
3460                             obj->paging_in_progress, bp->b_xio.xio_npages);
3461                 }
3462 #endif
3463
3464                 /*
3465                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3466                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3467                  * routines.
3468                  */
3469                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3470                 if (cmd == BUF_CMD_READ &&
3471                     (bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE|B_ERROR)) == 0) {
3472                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3473                 }
3474
3475                 crit_enter();
3476                 get_mplock();
3477                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3478                         int bogusflag = 0;
3479                         int resid;
3480
3481                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3482                         if (resid > iosize)
3483                                 resid = iosize;
3484
3485                         /*
3486                          * cleanup bogus pages, restoring the originals.  Since
3487                          * the originals should still be wired, we don't have
3488                          * to worry about interrupt/freeing races destroying
3489                          * the VM object association.
3490                          */
3491                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3492                         if (m == bogus_page) {
3493                                 bogusflag = 1;
3494                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3495                                 if (m == NULL)
3496                                         panic("biodone: page disappeared");
3497                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3498                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3499                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3500                         }
3501 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3502                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3503                                 kprintf("biodone: foff(%lu)/m->pindex(%ld) "
3504                                         "mismatch\n",
3505                                         (unsigned long)foff, (long)m->pindex);
3506                         }
3507 #endif
3508
3509                         /*
3510                          * In the write case, the valid and clean bits are
3511                          * already changed correctly (see bdwrite()), so we
3512                          * only need to do this here in the read case.
3513                          */
3514                         if (cmd == BUF_CMD_READ && !bogusflag && resid > 0) {
3515                                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
3516                         }
3517                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3518
3519                         /*
3520                          * when debugging new filesystems or buffer I/O
3521                          * methods, this is the most common error that pops
3522                          * up.  if you see this, you have not set the page
3523                          * busy flag correctly!!!
3524                          */
3525                         if (m->busy == 0) {
3526                                 kprintf("biodone: page busy < 0, "
3527                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
3528                                     "resid: %d, index: %d\n",
3529                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
3530                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
3531                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
3532                                         kprintf(" iosize: %ld, loffset: %lld, "
3533                                                 "flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3534                                             bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3535                                             (long long)bp->b_loffset,
3536                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3537                                 else
3538                                         kprintf(" VDEV, loffset: %lld, flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3539                                             (long long)bp->b_loffset,
3540                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3541                                 kprintf(" valid: 0x%x, dirty: 0x%x, wired: %d\n",
3542                                     m->valid, m->dirty, m->wire_count);
3543                                 panic("biodone: page busy < 0");
3544                         }
3545                         vm_page_io_finish(m);
3546                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3547                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3548                         iosize -= resid;
3549                 }
3550                 if (obj)
3551                         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3552                 rel_mplock();
3553                 crit_exit();
3554         }
3555
3556         /*
3557          * Finish up by releasing the buffer.  There are no more synchronous
3558          * or asynchronous completions, those were handled by bio_done
3559          * callbacks.
3560          */
3561         if (elseit) {
3562                 if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_INVAL|B_ERROR|B_RELBUF))
3563                         brelse(bp);
3564                 else
3565                         bqrelse(bp);
3566         }
3567 }
3568
3569 /*
3570  * Normal biodone.
3571  */
3572 void
3573 biodone(struct bio *bio)
3574 {
3575         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3576
3577         runningbufwakeup(bp);
3578
3579         /*
3580          * Run up the chain of BIO's.   Leave b_cmd intact for the duration.
3581          */
3582         while (bio) {
3583                 biodone_t *done_func;
3584                 struct bio_track *track;
3585
3586                 /*
3587                  * BIO tracking.  Most but not all BIOs are tracked.
3588                  */
3589                 if ((track = bio->bio_track) != NULL) {
3590                         bio_track_rel(track);
3591                         bio->bio_track = NULL;
3592                 }
3593
3594                 /*
3595                  * A bio_done function terminates the loop.  The function
3596                  * will be responsible for any further chaining and/or
3597                  * buffer management.
3598                  *
3599                  * WARNING!  The done function can deallocate the buffer!
3600                  */
3601                 if ((done_func = bio->bio_done) != NULL) {
3602                         bio->bio_done = NULL;
3603                         done_func(bio);
3604                         return;
3605                 }
3606                 bio = bio->bio_prev;
3607         }
3608
3609         /*
3610          * If we've run out of bio's do normal [a]synchronous completion.
3611          */
3612         bpdone(bp, 1);
3613 }
3614
3615 /*
3616  * Synchronous biodone - this terminates a synchronous BIO.
3617  *
3618  * bpdone() is called with elseit=FALSE, leaving the buffer completed
3619  * but still locked.  The caller must brelse() the buffer after waiting
3620  * for completion.
3621  */
3622 void
3623 biodone_sync(struct bio *bio)
3624 {
3625         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3626         int flags;
3627         int nflags;
3628
3629         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3630         bpdone(bp, 0);
3631
3632         for (;;) {
3633                 flags = bio->bio_flags;
3634                 nflags = (flags | BIO_DONE) & ~BIO_WANT;
3635
3636                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3637                         if (flags & BIO_WANT)
3638                                 wakeup(bio);
3639                         break;
3640                 }
3641         }
3642 }
3643
3644 /*
3645  * vfs_unbusy_pages:
3646  *
3647  *      This routine is called in lieu of iodone in the case of
3648  *      incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3649  *      consistant.
3650  */
3651 void
3652 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3653 {
3654         int i;
3655
3656         runningbufwakeup(bp);
3657         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3658                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3659                 vm_object_t obj;
3660
3661                 obj = vp->v_object;
3662
3663                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3664                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3665
3666                         /*
3667                          * When restoring bogus changes the original pages
3668                          * should still be wired, so we are in no danger of
3669                          * losing the object association and do not need
3670                          * critical section protection particularly.
3671                          */
3672                         if (m == bogus_page) {
3673                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + i);
3674                                 if (!m) {
3675                                         panic("vfs_unbusy_pages: page missing");
3676                                 }
3677                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3678                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3679                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3680                         }
3681                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3682                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3683                         vm_page_io_finish(m);
3684                 }
3685                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3686         }
3687 }
3688
3689 /*
3690  * vfs_busy_pages:
3691  *
3692  *      This routine is called before a device strategy routine.
3693  *      It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3694  *      progress, and treat the pages associated with the buffer
3695  *      almost as being PG_BUSY.  Also the object 'paging_in_progress'
3696  *      flag is handled to make sure that the object doesn't become
3697  *      inconsistant.
3698  *
3699  *      Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3700  *      such as B_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3701  *      and should be ignored.
3702  */
3703 void
3704 vfs_busy_pages(struct vnode *vp, struct buf *bp)
3705 {
3706         int i, bogus;
3707         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
3708
3709         /*
3710          * The buffer's I/O command must already be set.  If reading,
3711          * B_CACHE must be 0 (double check against callers only doing
3712          * I/O when B_CACHE is 0).
3713          */
3714         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3715         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_WRITE || (bp->b_flags & B_CACHE) == 0);
3716
3717         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3718                 vm_object_t obj;
3719
3720                 obj = vp->v_object;
3721                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
3722                         ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
3723
3724                 /*
3725                  * Loop until none of the pages are busy.
3726                  */
3727 retry:
3728                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3729                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3730
3731                         if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "vbpage"))
3732                                 goto retry;
3733                 }
3734
3735                 /*
3736                  * Setup for I/O, soft-busy the page right now because
3737                  * the next loop may block.
3738                  */
3739                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3740                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3741
3742                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3743                         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
3744                                 vm_object_pip_add(obj, 1);
3745                                 vm_page_io_start(m);
3746                         }
3747                 }
3748
3749                 /*
3750                  * Adjust protections for I/O and do bogus-page mapping.
3751                  * Assume that vm_page_protect() can block (it can block
3752                  * if VM_PROT_NONE, don't take any chances regardless).
3753                  *
3754                  * In particularly note that for writes we must incorporate
3755                  * page dirtyness from the VM system into the buffer's
3756                  * dirty range.
3757                  *
3758                  * For reads we theoretically must incorporate page dirtyness
3759                  * from the VM system to determine if the page needs bogus
3760                  * replacement, but we shortcut the test by simply checking
3761                  * that all m->valid bits are set, indicating that the page
3762                  * is fully valid and does not need to be re-read.  For any
3763                  * VM system dirtyness the page will also be fully valid
3764                  * since it was mapped at one point.
3765                  */
3766                 bogus = 0;
3767                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3768                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3769
3770                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO); /* XXX */
3771                         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_WRITE) {
3772                                 /*
3773                                  * When readying a vnode-backed buffer for
3774                                  * a write we must zero-fill any invalid
3775                                  * portions of the backing VM pages, mark
3776                                  * it valid and clear related dirty bits.
3777                                  *
3778                                  * vfs_clean_one_page() incorporates any
3779                                  * VM dirtyness and updates the b_dirtyoff
3780                                  * range (after we've made the page RO).
3781                                  *
3782                                  * It is also expected that the pmap modified
3783                                  * bit has already been cleared by the
3784                                  * vm_page_protect().  We may not be able
3785                                  * to clear all dirty bits for a page if it
3786                                  * was also memory mapped (NFS).
3787                                  */
3788                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
3789                                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
3790                         } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
3791                                 /*
3792                                  * When readying a vnode-backed buffer for
3793                                  * read we must replace any dirty pages with
3794                                  * a bogus page so dirty data is not destroyed
3795                                  * when filling gaps.
3796                                  *
3797                                  * To avoid testing whether the page is
3798                                  * dirty we instead test that the page was
3799                                  * at some point mapped (m->valid fully
3800                                  * valid) with the understanding that
3801                                  * this also covers the dirty case.
3802                                  */
3803                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = bogus_page;
3804                                 bogus++;
3805                         } else if (m->valid & m->dirty) {
3806                                 /*
3807                                  * This case should not occur as partial
3808                                  * dirtyment can only happen if the buffer
3809                                  * is B_CACHE, and this code is not entered
3810                                  * if the buffer is B_CACHE.
3811                                  */
3812                                 kprintf("Warning: vfs_busy_pages - page not "
3813                                         "fully valid! loff=%jx bpf=%08x "
3814                                         "idx=%d val=%02x dir=%02x\n",
3815                                         (intmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags,
3816                                         i, m->valid, m->dirty);
3817                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
3818                         } else {
3819                                 /*
3820                                  * The page is not valid and can be made
3821                                  * part of the read.
3822                                  */
3823                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
3824                         }
3825                 }
3826                 if (bogus) {
3827                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3828                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3829                 }
3830         }
3831
3832         /*
3833          * This is the easiest place to put the process accounting for the I/O
3834          * for now.
3835          */
3836         if (lp != NULL) {
3837                 if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3838                         lp->lwp_ru.ru_inblock++;
3839                 else
3840                         lp->lwp_ru.ru_oublock++;
3841         }
3842 }
3843
3844 /*
3845  * vfs_clean_pages:
3846  *
3847  *      Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3848  *      are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3849  *      going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3850  *
3851  *      Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3852  *      just go ahead and clean through to b_bufsize.
3853  */
3854 static void
3855 vfs_clean_pages(struct buf *bp)
3856 {
3857         vm_page_t m;
3858         int i;
3859
3860         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
3861                 return;
3862
3863         KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
3864                 ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
3865
3866         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3867                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3868                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
3869         }
3870 }
3871
3872 /*
3873  * vfs_clean_one_page:
3874  *
3875  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page within a
3876  *      buffer.  The range is restricted to the buffer's size and the
3877  *      buffer's logical offset might index into the first page.
3878  *
3879  *      The caller has busied or soft-busied the page and it is not mapped,
3880  *      test and incorporate the dirty bits into b_dirtyoff/end before
3881  *      clearing them.  Note that we need to clear the pmap modified bits
3882  *      after determining the the page was dirty, vm_page_set_validclean()
3883  *      does not do it for us.
3884  *
3885  *      This routine is typically called after a read completes (dirty should
3886  *      be zero in that case as we are not called on bogus-replace pages),
3887  *      or before a write is initiated.
3888  */
3889 static void
3890 vfs_clean_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m)
3891 {
3892         int bcount;
3893         int xoff;
3894         int soff;
3895         int eoff;
3896
3897         /*
3898          * Calculate offset range within the page but relative to buffer's
3899          * loffset.  loffset might be offset into the first page.
3900          */
3901         xoff = (int)bp->b_loffset & PAGE_MASK;  /* loffset offset into pg 0 */
3902         bcount = bp->b_bcount + xoff;           /* offset adjusted */
3903
3904         if (pageno == 0) {
3905                 soff = xoff;
3906                 eoff = PAGE_SIZE;
3907         } else {
3908                 soff = (pageno << PAGE_SHIFT);
3909                 eoff = soff + PAGE_SIZE;
3910         }
3911         if (eoff > bcount)
3912                 eoff = bcount;
3913         if (soff >= eoff)
3914                 return;
3915
3916         /*
3917          * Test dirty bits and adjust b_dirtyoff/end.
3918          *
3919          * If dirty pages are incorporated into the bp any prior
3920          * B_NEEDCOMMIT state (NFS) must be cleared because the
3921          * caller has not taken into account the new dirty data.
3922          *
3923          * If the page was memory mapped the dirty bits might go beyond the
3924          * end of the buffer, but we can't really make the assumption that
3925          * a file EOF straddles the buffer (even though this is the case for
3926          * NFS if B_NEEDCOMMIT is also set).  So for the purposes of clearing
3927          * B_NEEDCOMMIT we only test the dirty bits covered by the buffer.
3928          * This also saves some console spam.
3929          */
3930         vm_page_test_dirty(m);
3931         if (m->dirty) {
3932                 pmap_clear_modify(m);
3933                 if ((bp->b_flags & B_NEEDCOMMIT) &&
3934                     (m->dirty & vm_page_bits(soff & PAGE_MASK, eoff - soff))) {
3935                         kprintf("Warning: vfs_clean_one_page: bp %p "
3936                                 "loff=%jx,%d flgs=%08x clr B_NEEDCOMMIT\n",
3937                                 bp, (intmax_t)bp->b_loffset, bp->b_bcount,
3938                                 bp->b_flags);
3939                         bp->b_flags &= ~B_NEEDCOMMIT;
3940                 }
3941                 if (bp->b_dirtyoff > soff - xoff)
3942                         bp->b_dirtyoff = soff - xoff;
3943                 if (bp->b_dirtyend < eoff - xoff)
3944                         bp->b_dirtyend = eoff - xoff;
3945         }
3946
3947         /*
3948          * Set related valid bits, clear related dirty bits.
3949          * Does not mess with the pmap modified bit.
3950          *
3951          * WARNING!  We cannot just clear all of m->dirty here as the
3952          *           buffer cache buffers may use a DEV_BSIZE'd aligned
3953          *           block size, or have an odd size (e.g. NFS at file EOF).
3954          *           The putpages code can clear m->dirty to 0.
3955          *
3956          *           If a VOP_WRITE generates a buffer cache buffer which
3957          *           covers the same space as mapped writable pages the
3958          *           buffer flush might not be able to clear all the dirty
3959          *           bits and still require a putpages from the VM system
3960          *           to finish it off.
3961          */
3962         vm_page_set_validclean(m, soff & PAGE_MASK, eoff - soff);
3963 }
3964
3965 /*
3966  * vfs_bio_clrbuf:
3967  *
3968  *      Clear a buffer.  This routine essentially fakes an I/O, so we need
3969  *      to clear B_ERROR and B_INVAL.
3970  *
3971  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
3972  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
3973  */
3974
3975 void
3976 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp)
3977 {
3978         int i, mask = 0;
3979         caddr_t sa, ea;
3980         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) == B_VMIO) {
3981                 bp->b_flags &= ~(B_INVAL | B_EINTR | B_ERROR);
3982                 if ((bp->b_xio.xio_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
3983                     (bp->b_loffset & PAGE_MASK) == 0) {
3984                         mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
3985                         if ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == mask) {
3986                                 bp->b_resid = 0;
3987                                 return;
3988                         }
3989                         if (((bp->b_xio.xio_pages[0]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
3990                             ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == 0)) {
3991                                 bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
3992                                 bp->b_xio.xio_pages[0]->valid |= mask;
3993                                 bp->b_resid = 0;
3994                                 return;
3995                         }
3996                 }
3997                 sa = bp->b_data;
3998                 for(i=0;i<bp->b_xio.xio_npages;i++,sa=ea) {
3999                         int j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
4000                         ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
4001                         ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
4002                             (u_long)(vm_offset_t)ea,
4003                             (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
4004                         mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4005                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == mask)
4006                                 continue;
4007                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == 0) {
4008                                 if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) {
4009                                         bzero(sa, ea - sa);
4010                                 }
4011                         } else {
4012                                 for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4013                                         if (((bp->b_xio.xio_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
4014                                                 (bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & (1<<j)) == 0)
4015                                                 bzero(sa, DEV_BSIZE);
4016                                 }
4017                         }
4018                         bp->b_xio.xio_pages[i]->valid |= mask;
4019                         vm_page_flag_clear(bp->b_xio.xio_pages[i], PG_ZERO);
4020                 }
4021                 bp->b_resid = 0;
4022         } else {
4023                 clrbuf(bp);
4024         }
4025 }
4026
4027 /*
4028  * vm_hold_load_pages:
4029  *
4030  *      Load pages into the buffer's address space.  The pages are
4031  *      allocated from the kernel object in order to reduce interference
4032  *      with the any VM paging I/O activity.  The range of loaded
4033  *      pages will be wired.
4034  *
4035  *      If a page cannot be allocated, the 'pagedaemon' is woken up to
4036  *      retrieve the full range (to - from) of pages.
4037  *
4038  */
4039 void
4040 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4041 {
4042         vm_offset_t pg;
4043         vm_page_t p;
4044         int index;
4045
4046         to = round_page(to);
4047         from = round_page(from);
4048         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4049
4050         pg = from;
4051         while (pg < to) {
4052                 /*
4053                  * Note: must allocate system pages since blocking here
4054                  * could intefere with paging I/O, no matter which
4055                  * process we are.
4056                  */
4057                 p = bio_page_alloc(&kernel_object, pg >> PAGE_SHIFT,
4058                                    (vm_pindex_t)((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4059                 if (p) {
4060                         vm_page_wire(p);
4061                         p->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
4062                         vm_page_flag_clear(p, PG_ZERO);
4063                         pmap_kenter(pg, VM_PAGE_TO_PHYS(p));
4064                         bp->b_xio.xio_pages[index] = p;
4065                         vm_page_wakeup(p);
4066
4067                         pg += PAGE_SIZE;
4068                         ++index;
4069                 }
4070         }
4071         bp->b_xio.xio_npages = index;
4072 }
4073
4074 /*
4075  * Allocate pages for a buffer cache buffer.
4076  *
4077  * Under extremely severe memory conditions even allocating out of the
4078  * system reserve can fail.  If this occurs we must allocate out of the
4079  * interrupt reserve to avoid a deadlock with the pageout daemon.
4080  *
4081  * The pageout daemon can run (putpages -> VOP_WRITE -> getblk -> allocbuf).
4082  * If the buffer cache's vm_page_alloc() fails a vm_wait() can deadlock
4083  * against the pageout daemon if pages are not freed from other sources.
4084  */
4085 static
4086 vm_page_t
4087 bio_page_alloc(vm_object_t obj, vm_pindex_t pg, int deficit)
4088 {
4089         vm_page_t p;
4090
4091         /*
4092          * Try a normal allocation, allow use of system reserve.
4093          */
4094         p = vm_page_alloc(obj, pg, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM);
4095         if (p)
4096                 return(p);
4097
4098         /*
4099          * The normal allocation failed and we clearly have a page
4100          * deficit.  Try to reclaim some clean VM pages directly
4101          * from the buffer cache.
4102          */
4103         vm_pageout_deficit += deficit;
4104         recoverbufpages();
4105
4106         /*
4107          * We may have blocked, the caller will know what to do if the
4108          * page now exists.
4109          */
4110         if (vm_page_lookup(obj, pg))
4111                 return(NULL);
4112
4113         /*
4114          * Allocate and allow use of the interrupt reserve.
4115          *
4116          * If after all that we still can't allocate a VM page we are
4117          * in real trouble, but we slog on anyway hoping that the system
4118          * won't deadlock.
4119          */
4120         p = vm_page_alloc(obj, pg, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM |
4121                                    VM_ALLOC_INTERRUPT);
4122         if (p) {
4123                 if (vm_page_count_severe()) {
4124                         kprintf("bio_page_alloc: WARNING emergency page "
4125                                 "allocation\n");
4126                         vm_wait(hz / 20);
4127                 }
4128         } else {
4129                 kprintf("bio_page_alloc: WARNING emergency page "
4130                         "allocation failed\n");
4131                 vm_wait(hz * 5);
4132         }
4133         return(p);
4134 }
4135
4136 /*
4137  * vm_hold_free_pages:
4138  *
4139  *      Return pages associated with the buffer back to the VM system.
4140  *
4141  *      The range of pages underlying the buffer's address space will
4142  *      be unmapped and un-wired.
4143  */
4144 void
4145 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4146 {
4147         vm_offset_t pg;
4148         vm_page_t p;
4149         int index, newnpages;
4150
4151         from = round_page(from);
4152         to = round_page(to);
4153         newnpages = index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4154
4155         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4156                 p = bp->b_xio.xio_pages[index];
4157                 if (p && (index < bp->b_xio.xio_npages)) {
4158                         if (p->busy) {
4159                                 kprintf("vm_hold_free_pages: doffset: %lld, "
4160                                         "loffset: %lld\n",
4161                                         (long long)bp->b_bio2.bio_offset,
4162                                         (long long)bp->b_loffset);
4163                         }
4164                         bp->b_xio.xio_pages[index] = NULL;
4165                         pmap_kremove(pg);
4166                         vm_page_busy(p);
4167                         vm_page_unwire(p, 0);
4168                         vm_page_free(p);
4169                 }
4170         }
4171         bp->b_xio.xio_npages = newnpages;
4172 }
4173
4174 /*
4175  * vmapbuf:
4176  *
4177  *      Map a user buffer into KVM via a pbuf.  On return the buffer's
4178  *      b_data, b_bufsize, and b_bcount will be set, and its XIO page array
4179  *      initialized.
4180  */
4181 int
4182 vmapbuf(struct buf *bp, caddr_t udata, int bytes)
4183 {
4184         caddr_t addr;
4185         vm_offset_t va;
4186         vm_page_t m;
4187         int vmprot;
4188         int error;
4189         int pidx;
4190         int i;
4191
4192         /*
4193          * bp had better have a command and it better be a pbuf.
4194          */
4195         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
4196         KKASSERT(bp->b_flags & B_PAGING);
4197
4198         if (bytes < 0)
4199                 return (-1);
4200
4201         /*
4202          * Map the user data into KVM.  Mappings have to be page-aligned.
4203          */
4204         addr = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)udata);
4205         pidx = 0;
4206
4207         vmprot = VM_PROT_READ;
4208         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
4209                 vmprot |= VM_PROT_WRITE;
4210
4211         while (addr < udata + bytes) {
4212                 /*
4213                  * Do the vm_fault if needed; do the copy-on-write thing
4214                  * when reading stuff off device into memory.
4215                  *
4216                  * vm_fault_page*() returns a held VM page.
4217                  */
4218                 va = (addr >= udata) ? (vm_offset_t)addr : (vm_offset_t)udata;
4219                 va = trunc_page(va);
4220
4221                 m = vm_fault_page_quick(va, vmprot, &error);
4222                 if (m == NULL) {
4223                         for (i = 0; i < pidx; ++i) {
4224                             vm_page_unhold(bp->b_xio.xio_pages[i]);
4225                             bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
4226                         }
4227                         return(-1);
4228                 }
4229                 bp->b_xio.xio_pages[pidx] = m;
4230                 addr += PAGE_SIZE;
4231                 ++pidx;
4232         }
4233
4234         /*
4235          * Map the page array and set the buffer fields to point to
4236          * the mapped data buffer.
4237          */
4238         if (pidx > btoc(MAXPHYS))
4239                 panic("vmapbuf: mapped more than MAXPHYS");
4240         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_xio.xio_pages, pidx);
4241
4242         bp->b_xio.xio_npages = pidx;
4243         bp->b_data = bp->b_kvabase + ((int)(intptr_t)udata & PAGE_MASK);
4244         bp->b_bcount = bytes;
4245         bp->b_bufsize = bytes;
4246         return(0);
4247 }
4248
4249 /*
4250  * vunmapbuf:
4251  *
4252  *      Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4253  *      We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4254  */
4255 void
4256 vunmapbuf(struct buf *bp)
4257 {
4258         int pidx;
4259         int npages;
4260
4261         KKASSERT(bp->b_flags & B_PAGING);
4262
4263         npages = bp->b_xio.xio_npages;
4264         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4265         for (pidx = 0; pidx < npages; ++pidx) {
4266                 vm_page_unhold(bp->b_xio.xio_pages[pidx]);
4267                 bp->b_xio.xio_pages[pidx] = NULL;
4268         }
4269         bp->b_xio.xio_npages = 0;
4270         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4271 }
4272
4273 /*
4274  * Scan all buffers in the system and issue the callback.
4275  */
4276 int
4277 scan_all_buffers(int (*callback)(struct buf *, void *), void *info)
4278 {
4279         int count = 0;
4280         int error;
4281         int n;
4282
4283         for (n = 0; n < nbuf; ++n) {
4284                 if ((error = callback(&buf[n], info)) < 0) {
4285                         count = error;
4286                         break;
4287                 }
4288                 count += error;
4289         }
4290         return (count);
4291 }
4292
4293 /*
4294  * print out statistics from the current status of the buffer pool
4295  * this can be toggeled by the system control option debug.syncprt
4296  */
4297 #ifdef DEBUG
4298 void
4299 vfs_bufstats(void)
4300 {
4301         int i, j, count;
4302         struct buf *bp;
4303         struct bqueues *dp;
4304         int counts[(MAXBSIZE / PAGE_SIZE) + 1];
4305         static char *bname[3] = { "LOCKED", "LRU", "AGE" };
4306
4307         for (dp = bufqueues, i = 0; dp < &bufqueues[3]; dp++, i++) {
4308                 count = 0;
4309                 for (j = 0; j <= MAXBSIZE/PAGE_SIZE; j++)
4310                         counts[j] = 0;
4311                 crit_enter();
4312                 TAILQ_FOREACH(bp, dp, b_freelist) {
4313                         counts[bp->b_bufsize/PAGE_SIZE]++;
4314                         count++;
4315                 }
4316                 crit_exit();
4317                 kprintf("%s: total-%d", bname[i], count);
4318                 for (j = 0; j <= MAXBSIZE/PAGE_SIZE; j++)
4319                         if (counts[j] != 0)
4320                                 kprintf(", %d-%d", j * PAGE_SIZE, counts[j]);
4321                 kprintf("\n");
4322         }
4323 }
4324 #endif
4325
4326 #ifdef DDB
4327
4328 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4329 {
4330         /* get args */
4331         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4332
4333         if (!have_addr) {
4334                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4335                 return;
4336         }
4337
4338         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
4339         db_printf("b_cmd = %d\n", bp->b_cmd);
4340         db_printf("b_error = %d, b_bufsize = %d, b_bcount = %d, "
4341                   "b_resid = %d\n, b_data = %p, "
4342                   "bio_offset(disk) = %lld, bio_offset(phys) = %lld\n",
4343                   bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4344                   bp->b_data,
4345                   (long long)bp->b_bio2.bio_offset,
4346                   (long long)(bp->b_bio2.bio_next ?
4347                                 bp->b_bio2.bio_next->bio_offset : (off_t)-1));
4348         if (bp->b_xio.xio_npages) {
4349                 int i;
4350                 db_printf("b_xio.xio_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ",
4351                         bp->b_xio.xio_npages);
4352                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4353                         vm_page_t m;
4354                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4355                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4356                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4357                         if ((i + 1) < bp->b_xio.xio_npages)
4358                                 db_printf(",");
4359                 }
4360                 db_printf("\n");
4361         }
4362 }
4363 #endif /* DDB */