kernel - Incidental MPLOCK removal
[dragonfly.git] / 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  */
16
17 /*
18  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
19  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
20  * sure that the performance degradation associated with schemes such
21  * as this is not realized.
22  *
23  * Author:  John S. Dyson
24  * Significant help during the development and debugging phases
25  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
26  *
27  * see man buf(9) for more info.  Note that man buf(9) doesn't reflect
28  * the actual buf/bio implementation in DragonFly.
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/devicestat.h>
36 #include <sys/eventhandler.h>
37 #include <sys/lock.h>
38 #include <sys/malloc.h>
39 #include <sys/mount.h>
40 #include <sys/kernel.h>
41 #include <sys/kthread.h>
42 #include <sys/proc.h>
43 #include <sys/reboot.h>
44 #include <sys/resourcevar.h>
45 #include <sys/sysctl.h>
46 #include <sys/vmmeter.h>
47 #include <sys/vnode.h>
48 #include <sys/dsched.h>
49 #include <vm/vm.h>
50 #include <vm/vm_param.h>
51 #include <vm/vm_kern.h>
52 #include <vm/vm_pageout.h>
53 #include <vm/vm_page.h>
54 #include <vm/vm_object.h>
55 #include <vm/vm_extern.h>
56 #include <vm/vm_map.h>
57 #include <vm/vm_pager.h>
58 #include <vm/swap_pager.h>
59
60 #include <sys/buf2.h>
61 #include <sys/thread2.h>
62 #include <sys/spinlock2.h>
63 #include <vm/vm_page2.h>
64
65 #include "opt_ddb.h"
66 #ifdef DDB
67 #include <ddb/ddb.h>
68 #endif
69
70 /*
71  * Buffer queues.
72  */
73 enum bufq_type {
74         BQUEUE_NONE,            /* not on any queue */
75         BQUEUE_LOCKED,          /* locked buffers */
76         BQUEUE_CLEAN,           /* non-B_DELWRI buffers */
77         BQUEUE_DIRTY,           /* B_DELWRI buffers */
78         BQUEUE_DIRTY_HW,        /* B_DELWRI buffers - heavy weight */
79         BQUEUE_EMPTY,           /* empty buffer headers */
80
81         BUFFER_QUEUES           /* number of buffer queues */
82 };
83
84 typedef enum bufq_type bufq_type_t;
85
86 #define BD_WAKE_SIZE    16384
87 #define BD_WAKE_MASK    (BD_WAKE_SIZE - 1)
88
89 TAILQ_HEAD(bqueues, buf);
90
91 struct bufpcpu {
92         struct spinlock spin;
93         struct bqueues bufqueues[BUFFER_QUEUES];
94 } __cachealign;
95
96 struct bufpcpu bufpcpu[MAXCPU];
97
98 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "BIO buffer", "BIO buffer");
99
100 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
101
102 static void vfs_clean_pages(struct buf *bp);
103 static void vfs_clean_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
104 #if 0
105 static void vfs_dirty_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
106 #endif
107 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
108 static int flushbufqueues(struct buf *marker, bufq_type_t q);
109 static void repurposebuf(struct buf *bp, int size);
110 static vm_page_t bio_page_alloc(struct buf *bp, vm_object_t obj,
111                                 vm_pindex_t pg, int deficit);
112
113 static void bd_signal(long totalspace);
114 static void buf_daemon(void);
115 static void buf_daemon_hw(void);
116
117 /*
118  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
119  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
120  * really that bad.  it would be better to split the buffer
121  * for input in the case of buffers partially already in memory,
122  * but the code is intricate enough already.
123  */
124 vm_page_t bogus_page;
125
126 /*
127  * These are all static, but make the ones we export globals so we do
128  * not need to use compiler magic.
129  */
130 long bufspace;                  /* atomic ops */
131 long maxbufspace;
132 static long bufmallocspace;     /* atomic ops */
133 long maxbufmallocspace, lobufspace, hibufspace;
134 static long lorunningspace;
135 static long hirunningspace;
136 static long dirtykvaspace;              /* atomic */
137 long dirtybufspace;                     /* atomic (global for systat) */
138 static long dirtybufcount;              /* atomic */
139 static long dirtybufspacehw;            /* atomic */
140 static long dirtybufcounthw;            /* atomic */
141 static long runningbufspace;            /* atomic */
142 static long runningbufcount;            /* atomic */
143 static long repurposedspace;
144 long lodirtybufspace;
145 long hidirtybufspace;
146 static int getnewbufcalls;
147 static int recoverbufcalls;
148 static int needsbuffer;                 /* atomic */
149 static int runningbufreq;               /* atomic */
150 static int bd_request;                  /* atomic */
151 static int bd_request_hw;               /* atomic */
152 static u_int bd_wake_ary[BD_WAKE_SIZE];
153 static u_int bd_wake_index;
154 static u_int vm_cycle_point = 40; /* 23-36 will migrate more act->inact */
155 static int debug_commit;
156 static int debug_bufbio;
157 static long bufcache_bw = 200 * 1024 * 1024;
158 static long bufcache_bw_accum;
159 static int bufcache_bw_ticks;
160
161 static struct thread *bufdaemon_td;
162 static struct thread *bufdaemonhw_td;
163 static u_int lowmempgallocs;
164 static u_int lowmempgfails;
165 static u_int flushperqueue = 1024;
166 static int repurpose_enable;
167
168 /*
169  * Sysctls for operational control of the buffer cache.
170  */
171 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, flushperqueue, CTLFLAG_RW, &flushperqueue, 0,
172         "Number of buffers to flush from each per-cpu queue");
173 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lodirtybufspace, CTLFLAG_RW, &lodirtybufspace, 0,
174         "Number of dirty buffers to flush before bufdaemon becomes inactive");
175 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hidirtybufspace, CTLFLAG_RW, &hidirtybufspace, 0,
176         "High watermark used to trigger explicit flushing of dirty buffers");
177 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
178         "Minimum amount of buffer space required for active I/O");
179 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
180         "Maximum amount of buffer space to usable for active I/O");
181 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufcache_bw, CTLFLAG_RW, &bufcache_bw, 0,
182         "Buffer-cache -> VM page cache transfer bandwidth");
183 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, lowmempgallocs, CTLFLAG_RW, &lowmempgallocs, 0,
184         "Page allocations done during periods of very low free memory");
185 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, lowmempgfails, CTLFLAG_RW, &lowmempgfails, 0,
186         "Page allocations which failed during periods of very low free memory");
187 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, vm_cycle_point, CTLFLAG_RW, &vm_cycle_point, 0,
188         "Recycle pages to active or inactive queue transition pt 0-64");
189 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, repurpose_enable, CTLFLAG_RW, &repurpose_enable, 0,
190         "Enable buffer cache VM repurposing for high-I/O");
191 /*
192  * Sysctls determining current state of the buffer cache.
193  */
194 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, nbuf, CTLFLAG_RD, &nbuf, 0,
195         "Total number of buffers in buffer cache");
196 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtykvaspace, CTLFLAG_RD, &dirtykvaspace, 0,
197         "KVA reserved by dirty buffers (all)");
198 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspace, CTLFLAG_RD, &dirtybufspace, 0,
199         "Pending bytes of dirty buffers (all)");
200 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspacehw, CTLFLAG_RD, &dirtybufspacehw, 0,
201         "Pending bytes of dirty buffers (heavy weight)");
202 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcount, CTLFLAG_RD, &dirtybufcount, 0,
203         "Pending number of dirty buffers");
204 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcounthw, CTLFLAG_RD, &dirtybufcounthw, 0,
205         "Pending number of dirty buffers (heavy weight)");
206 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
207         "I/O bytes currently in progress due to asynchronous writes");
208 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufcount, CTLFLAG_RD, &runningbufcount, 0,
209         "I/O buffers currently in progress due to asynchronous writes");
210 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, repurposedspace, CTLFLAG_RD, &repurposedspace, 0,
211         "Buffer-cache memory repurposed in-place");
212 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
213         "Hard limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
214 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
215         "Soft limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
216 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
217         "Minimum amount of memory to reserve for system buffer space");
218 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
219         "Amount of memory available for buffers");
220 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufmallocspace,
221         0, "Maximum amount of memory reserved for buffers using malloc");
222 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
223         "Amount of memory left for buffers using malloc-scheme");
224 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD, &getnewbufcalls, 0,
225         "New buffer header acquisition requests");
226 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recoverbufcalls, CTLFLAG_RD, &recoverbufcalls, 0,
227         "Recover VM space in an emergency");
228 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, debug_commit, CTLFLAG_RW, &debug_commit, 0, "");
229 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, debug_bufbio, CTLFLAG_RW, &debug_bufbio, 0, "");
230 SYSCTL_INT(_debug_sizeof, OID_AUTO, buf, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct buf),
231         "sizeof(struct buf)");
232
233 char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
234
235 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
236 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED02   0x02
237 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED04   0x04
238 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
239
240 /*
241  * Called when buffer space is potentially available for recovery.
242  * getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free
243  * sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when
244  * bp's get placed back in the queues.
245  */
246 static __inline void
247 bufspacewakeup(void)
248 {
249         /*
250          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
251          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
252          * process will be able to now.
253          */
254         for (;;) {
255                 int flags = needsbuffer;
256                 cpu_ccfence();
257                 if ((flags & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) == 0)
258                         break;
259                 if (atomic_cmpset_int(&needsbuffer, flags,
260                                       flags & ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE)) {
261                         wakeup(&needsbuffer);
262                         break;
263                 }
264                 /* retry */
265         }
266 }
267
268 /*
269  * runningbufwakeup:
270  *
271  *      Accounting for I/O in progress.
272  *
273  */
274 static __inline void
275 runningbufwakeup(struct buf *bp)
276 {
277         long totalspace;
278         long flags;
279
280         if ((totalspace = bp->b_runningbufspace) != 0) {
281                 atomic_add_long(&runningbufspace, -totalspace);
282                 atomic_add_long(&runningbufcount, -1);
283                 bp->b_runningbufspace = 0;
284
285                 /*
286                  * see waitrunningbufspace() for limit test.
287                  */
288                 for (;;) {
289                         flags = runningbufreq;
290                         cpu_ccfence();
291                         if (flags == 0)
292                                 break;
293                         if (atomic_cmpset_int(&runningbufreq, flags, 0)) {
294                                 wakeup(&runningbufreq);
295                                 break;
296                         }
297                         /* retry */
298                 }
299                 bd_signal(totalspace);
300         }
301 }
302
303 /*
304  * bufcountwakeup:
305  *
306  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
307  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
308  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
309  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
310  */
311 static __inline void
312 bufcountwakeup(void) 
313 {
314         long flags;
315
316         for (;;) {
317                 flags = needsbuffer;
318                 if (flags == 0)
319                         break;
320                 if (atomic_cmpset_int(&needsbuffer, flags,
321                                       (flags & ~VFS_BIO_NEED_ANY))) {
322                         wakeup(&needsbuffer);
323                         break;
324                 }
325                 /* retry */
326         }
327 }
328
329 /*
330  * waitrunningbufspace()
331  *
332  * If runningbufspace exceeds 4/6 hirunningspace we block until
333  * runningbufspace drops to 3/6 hirunningspace.  We also block if another
334  * thread blocked here in order to be fair, even if runningbufspace
335  * is now lower than the limit.
336  *
337  * The caller may be using this function to block in a tight loop, we
338  * must block while runningbufspace is greater than at least
339  * hirunningspace * 3 / 6.
340  */
341 void
342 waitrunningbufspace(void)
343 {
344         long limit = hirunningspace * 4 / 6;
345         long flags;
346
347         while (runningbufspace > limit || runningbufreq) {
348                 tsleep_interlock(&runningbufreq, 0);
349                 flags = atomic_fetchadd_int(&runningbufreq, 1);
350                 if (runningbufspace > limit || flags)
351                         tsleep(&runningbufreq, PINTERLOCKED, "wdrn1", hz);
352         }
353 }
354
355 /*
356  * buf_dirty_count_severe:
357  *
358  *      Return true if we have too many dirty buffers.
359  */
360 int
361 buf_dirty_count_severe(void)
362 {
363         return (runningbufspace + dirtykvaspace >= hidirtybufspace ||
364                 dirtybufcount >= nbuf / 2);
365 }
366
367 /*
368  * Return true if the amount of running I/O is severe and BIOQ should
369  * start bursting.
370  */
371 int
372 buf_runningbufspace_severe(void)
373 {
374         return (runningbufspace >= hirunningspace * 4 / 6);
375 }
376
377 /*
378  * vfs_buf_test_cache:
379  *
380  * Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
381  * bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
382  * valid data.
383  *
384  * NOTE! Dirty VM pages are not processed into dirty (B_DELWRI) buffer
385  * cache buffers.  The VM pages remain dirty, as someone had mmap()'d
386  * them while a clean buffer was present.
387  */
388 static __inline__
389 void
390 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
391                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
392                   vm_page_t m)
393 {
394         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
395                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
396                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
397                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
398         }
399 }
400
401 /*
402  * bd_speedup()
403  *
404  * Spank the buf_daemon[_hw] if the total dirty buffer space exceeds the
405  * low water mark.
406  */
407 static __inline__
408 void
409 bd_speedup(void)
410 {
411         if (dirtykvaspace < lodirtybufspace && dirtybufcount < nbuf / 2)
412                 return;
413
414         if (bd_request == 0 &&
415             (dirtykvaspace > lodirtybufspace / 2 ||
416              dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
417                 if (atomic_fetchadd_int(&bd_request, 1) == 0)
418                         wakeup(&bd_request);
419         }
420         if (bd_request_hw == 0 &&
421             (dirtykvaspace > lodirtybufspace / 2 ||
422              dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
423                 if (atomic_fetchadd_int(&bd_request_hw, 1) == 0)
424                         wakeup(&bd_request_hw);
425         }
426 }
427
428 /*
429  * bd_heatup()
430  *
431  *      Get the buf_daemon heated up when the number of running and dirty
432  *      buffers exceeds the mid-point.
433  *
434  *      Return the total number of dirty bytes past the second mid point
435  *      as a measure of how much excess dirty data there is in the system.
436  */
437 long
438 bd_heatup(void)
439 {
440         long mid1;
441         long mid2;
442         long totalspace;
443
444         mid1 = lodirtybufspace + (hidirtybufspace - lodirtybufspace) / 2;
445
446         totalspace = runningbufspace + dirtykvaspace;
447         if (totalspace >= mid1 || dirtybufcount >= nbuf / 2) {
448                 bd_speedup();
449                 mid2 = mid1 + (hidirtybufspace - mid1) / 2;
450                 if (totalspace >= mid2)
451                         return(totalspace - mid2);
452         }
453         return(0);
454 }
455
456 /*
457  * bd_wait()
458  *
459  *      Wait for the buffer cache to flush (totalspace) bytes worth of
460  *      buffers, then return.
461  *
462  *      Regardless this function blocks while the number of dirty buffers
463  *      exceeds hidirtybufspace.
464  */
465 void
466 bd_wait(long totalspace)
467 {
468         u_int i;
469         u_int j;
470         u_int mi;
471         int count;
472
473         if (curthread == bufdaemonhw_td || curthread == bufdaemon_td)
474                 return;
475
476         while (totalspace > 0) {
477                 bd_heatup();
478
479                 /*
480                  * Order is important.  Suppliers adjust bd_wake_index after
481                  * updating runningbufspace/dirtykvaspace.  We want to fetch
482                  * bd_wake_index before accessing.  Any error should thus
483                  * be in our favor.
484                  */
485                 i = atomic_fetchadd_int(&bd_wake_index, 0);
486                 if (totalspace > runningbufspace + dirtykvaspace)
487                         totalspace = runningbufspace + dirtykvaspace;
488                 count = totalspace / MAXBSIZE;
489                 if (count >= BD_WAKE_SIZE / 2)
490                         count = BD_WAKE_SIZE / 2;
491                 i = i + count;
492                 mi = i & BD_WAKE_MASK;
493
494                 /*
495                  * This is not a strict interlock, so we play a bit loose
496                  * with locking access to dirtybufspace*.  We have to re-check
497                  * bd_wake_index to ensure that it hasn't passed us.
498                  */
499                 tsleep_interlock(&bd_wake_ary[mi], 0);
500                 atomic_add_int(&bd_wake_ary[mi], 1);
501                 j = atomic_fetchadd_int(&bd_wake_index, 0);
502                 if ((int)(i - j) >= 0)
503                         tsleep(&bd_wake_ary[mi], PINTERLOCKED, "flstik", hz);
504
505                 totalspace = runningbufspace + dirtykvaspace - hidirtybufspace;
506         }
507 }
508
509 /*
510  * bd_signal()
511  * 
512  *      This function is called whenever runningbufspace or dirtykvaspace
513  *      is reduced.  Track threads waiting for run+dirty buffer I/O
514  *      complete.
515  */
516 static void
517 bd_signal(long totalspace)
518 {
519         u_int i;
520
521         if (totalspace > 0) {
522                 if (totalspace > MAXBSIZE * BD_WAKE_SIZE)
523                         totalspace = MAXBSIZE * BD_WAKE_SIZE;
524                 while (totalspace > 0) {
525                         i = atomic_fetchadd_int(&bd_wake_index, 1);
526                         i &= BD_WAKE_MASK;
527                         if (atomic_readandclear_int(&bd_wake_ary[i]))
528                                 wakeup(&bd_wake_ary[i]);
529                         totalspace -= MAXBSIZE;
530                 }
531         }
532 }
533
534 /*
535  * BIO tracking support routines.
536  *
537  * Release a ref on a bio_track.  Wakeup requests are atomically released
538  * along with the last reference so bk_active will never wind up set to
539  * only 0x80000000.
540  */
541 static
542 void
543 bio_track_rel(struct bio_track *track)
544 {
545         int     active;
546         int     desired;
547
548         /*
549          * Shortcut
550          */
551         active = track->bk_active;
552         if (active == 1 && atomic_cmpset_int(&track->bk_active, 1, 0))
553                 return;
554
555         /*
556          * Full-on.  Note that the wait flag is only atomically released on
557          * the 1->0 count transition.
558          *
559          * We check for a negative count transition using bit 30 since bit 31
560          * has a different meaning.
561          */
562         for (;;) {
563                 desired = (active & 0x7FFFFFFF) - 1;
564                 if (desired)
565                         desired |= active & 0x80000000;
566                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
567                         if (desired & 0x40000000)
568                                 panic("bio_track_rel: bad count: %p", track);
569                         if (active & 0x80000000)
570                                 wakeup(track);
571                         break;
572                 }
573                 active = track->bk_active;
574         }
575 }
576
577 /*
578  * Wait for the tracking count to reach 0.
579  *
580  * Use atomic ops such that the wait flag is only set atomically when
581  * bk_active is non-zero.
582  */
583 int
584 bio_track_wait(struct bio_track *track, int slp_flags, int slp_timo)
585 {
586         int     active;
587         int     desired;
588         int     error;
589
590         /*
591          * Shortcut
592          */
593         if (track->bk_active == 0)
594                 return(0);
595
596         /*
597          * Full-on.  Note that the wait flag may only be atomically set if
598          * the active count is non-zero.
599          *
600          * NOTE: We cannot optimize active == desired since a wakeup could
601          *       clear active prior to our tsleep_interlock().
602          */
603         error = 0;
604         while ((active = track->bk_active) != 0) {
605                 cpu_ccfence();
606                 desired = active | 0x80000000;
607                 tsleep_interlock(track, slp_flags);
608                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
609                         error = tsleep(track, slp_flags | PINTERLOCKED,
610                                        "trwait", slp_timo);
611                         if (error)
612                                 break;
613                 }
614         }
615         return (error);
616 }
617
618 /*
619  * bufinit:
620  *
621  *      Load time initialisation of the buffer cache, called from machine
622  *      dependant initialization code. 
623  */
624 static
625 void
626 bufinit(void *dummy __unused)
627 {
628         struct bufpcpu *pcpu;
629         struct buf *bp;
630         vm_offset_t bogus_offset;
631         int i;
632         int j;
633         long n;
634
635         /* next, make a null set of free lists */
636         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
637                 pcpu = &bufpcpu[i];
638                 spin_init(&pcpu->spin, "bufinit");
639                 for (j = 0; j < BUFFER_QUEUES; j++)
640                         TAILQ_INIT(&pcpu->bufqueues[j]);
641         }
642
643         /*
644          * Finally, initialize each buffer header and stick on empty q.
645          * Each buffer gets its own KVA reservation.
646          */
647         i = 0;
648         pcpu = &bufpcpu[i];
649
650         for (n = 0; n < nbuf; n++) {
651                 bp = &buf[n];
652                 bzero(bp, sizeof *bp);
653                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
654                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
655                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
656                 bp->b_qcpu = i;
657                 bp->b_kvabase = (void *)(vm_map_min(&buffer_map) +
658                                          MAXBSIZE * n);
659                 bp->b_kvasize = MAXBSIZE;
660                 initbufbio(bp);
661                 xio_init(&bp->b_xio);
662                 buf_dep_init(bp);
663                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
664                                   bp, b_freelist);
665
666                 i = (i + 1) % ncpus;
667                 pcpu = &bufpcpu[i];
668         }
669
670         /*
671          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
672          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
673          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
674          * used by most other processes.  The differential is required to 
675          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
676          * be blocked waiting for buffer space.
677          *
678          * Calculate hysteresis (lobufspace, hibufspace).  Don't make it
679          * too large or we might lockup a cpu for too long a period of
680          * time in our tight loop.
681          */
682         maxbufspace = nbuf * NBUFCALCSIZE;
683         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
684         lobufspace = hibufspace * 7 / 8;
685         if (hibufspace - lobufspace > 64 * 1024 * 1024)
686                 lobufspace = hibufspace - 64 * 1024 * 1024;
687         if (lobufspace > hibufspace - MAXBSIZE)
688                 lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
689
690         lorunningspace = 512 * 1024;
691         /* hirunningspace -- see below */
692
693         /*
694          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently
695          * into the kernel space.  Even though this is accounted for in
696          * the buffer allocation, we don't want the malloced region to grow
697          * uncontrolled.  The malloc scheme improves memory utilization
698          * significantly on average (small) directories.
699          */
700         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
701
702         /*
703          * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
704          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
705          *
706          * We don't want too much actually queued to the device at once
707          * (XXX this needs to be per-mount!), because the buffers will
708          * wind up locked for a very long period of time while the I/O
709          * drains.
710          */
711         hidirtybufspace = hibufspace / 2;       /* dirty + running */
712         hirunningspace = hibufspace / 16;       /* locked & queued to device */
713         if (hirunningspace < 1024 * 1024)
714                 hirunningspace = 1024 * 1024;
715
716         dirtykvaspace = 0;
717         dirtybufspace = 0;
718         dirtybufspacehw = 0;
719
720         lodirtybufspace = hidirtybufspace / 2;
721
722         /*
723          * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
724          * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
725          * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
726          * from buf_daemon.
727          */
728
729         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE,
730                                            VM_SUBSYS_BOGUS);
731         vm_object_hold(&kernel_object);
732         bogus_page = vm_page_alloc(&kernel_object,
733                                    (bogus_offset >> PAGE_SHIFT),
734                                    VM_ALLOC_NORMAL);
735         vm_object_drop(&kernel_object);
736         vmstats.v_wire_count++;
737
738 }
739
740 SYSINIT(do_bufinit, SI_BOOT2_MACHDEP, SI_ORDER_FIRST, bufinit, NULL);
741
742 /*
743  * Initialize the embedded bio structures, typically used by
744  * deprecated code which tries to allocate its own struct bufs.
745  */
746 void
747 initbufbio(struct buf *bp)
748 {
749         bp->b_bio1.bio_buf = bp;
750         bp->b_bio1.bio_prev = NULL;
751         bp->b_bio1.bio_offset = NOOFFSET;
752         bp->b_bio1.bio_next = &bp->b_bio2;
753         bp->b_bio1.bio_done = NULL;
754         bp->b_bio1.bio_flags = 0;
755
756         bp->b_bio2.bio_buf = bp;
757         bp->b_bio2.bio_prev = &bp->b_bio1;
758         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
759         bp->b_bio2.bio_next = NULL;
760         bp->b_bio2.bio_done = NULL;
761         bp->b_bio2.bio_flags = 0;
762
763         BUF_LOCKINIT(bp);
764 }
765
766 /*
767  * Reinitialize the embedded bio structures as well as any additional
768  * translation cache layers.
769  */
770 void
771 reinitbufbio(struct buf *bp)
772 {
773         struct bio *bio;
774
775         for (bio = &bp->b_bio1; bio; bio = bio->bio_next) {
776                 bio->bio_done = NULL;
777                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
778         }
779 }
780
781 /*
782  * Undo the effects of an initbufbio().
783  */
784 void
785 uninitbufbio(struct buf *bp)
786 {
787         dsched_buf_exit(bp);
788         BUF_LOCKFREE(bp);
789 }
790
791 /*
792  * Push another BIO layer onto an existing BIO and return it.  The new
793  * BIO layer may already exist, holding cached translation data.
794  */
795 struct bio *
796 push_bio(struct bio *bio)
797 {
798         struct bio *nbio;
799
800         if ((nbio = bio->bio_next) == NULL) {
801                 int index = bio - &bio->bio_buf->b_bio_array[0];
802                 if (index >= NBUF_BIO - 1) {
803                         panic("push_bio: too many layers %d for bp %p",
804                                 index, bio->bio_buf);
805                 }
806                 nbio = &bio->bio_buf->b_bio_array[index + 1];
807                 bio->bio_next = nbio;
808                 nbio->bio_prev = bio;
809                 nbio->bio_buf = bio->bio_buf;
810                 nbio->bio_offset = NOOFFSET;
811                 nbio->bio_done = NULL;
812                 nbio->bio_next = NULL;
813         }
814         KKASSERT(nbio->bio_done == NULL);
815         return(nbio);
816 }
817
818 /*
819  * Pop a BIO translation layer, returning the previous layer.  The
820  * must have been previously pushed.
821  */
822 struct bio *
823 pop_bio(struct bio *bio)
824 {
825         return(bio->bio_prev);
826 }
827
828 void
829 clearbiocache(struct bio *bio)
830 {
831         while (bio) {
832                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
833                 bio = bio->bio_next;
834         }
835 }
836
837 /*
838  * Remove the buffer from the appropriate free list.
839  * (caller must be locked)
840  */
841 static __inline void
842 _bremfree(struct buf *bp)
843 {
844         struct bufpcpu *pcpu = &bufpcpu[bp->b_qcpu];
845
846         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE) {
847                 KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) == 1, 
848                         ("bremfree: bp %p not locked",bp));
849                 TAILQ_REMOVE(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
850                 bp->b_qindex = BQUEUE_NONE;
851         } else {
852                 if (BUF_REFCNTNB(bp) <= 1)
853                         panic("bremfree: removing a buffer not on a queue");
854         }
855 }
856
857 /*
858  * bremfree() - must be called with a locked buffer
859  */
860 void
861 bremfree(struct buf *bp)
862 {
863         struct bufpcpu *pcpu = &bufpcpu[bp->b_qcpu];
864
865         spin_lock(&pcpu->spin);
866         _bremfree(bp);
867         spin_unlock(&pcpu->spin);
868 }
869
870 /*
871  * bremfree_locked - must be called with pcpu->spin locked
872  */
873 static void
874 bremfree_locked(struct buf *bp)
875 {
876         _bremfree(bp);
877 }
878
879 /*
880  * This version of bread issues any required I/O asyncnronously and
881  * makes a callback on completion.
882  *
883  * The callback must check whether BIO_DONE is set in the bio and issue
884  * the bpdone(bp, 0) if it isn't.  The callback is responsible for clearing
885  * BIO_DONE and disposing of the I/O (bqrelse()ing it).
886  */
887 void
888 breadcb(struct vnode *vp, off_t loffset, int size,
889         void (*func)(struct bio *), void *arg)
890 {
891         struct buf *bp;
892
893         bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
894
895         /* if not found in cache, do some I/O */
896         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
897                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
898                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
899                 bp->b_bio1.bio_done = func;
900                 bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = arg;
901                 vfs_busy_pages(vp, bp);
902                 BUF_KERNPROC(bp);
903                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
904         } else if (func) {
905                 /*
906                  * Since we are issuing the callback synchronously it cannot
907                  * race the BIO_DONE, so no need for atomic ops here.
908                  */
909                 /*bp->b_bio1.bio_done = func;*/
910                 bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = arg;
911                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_DONE;
912                 func(&bp->b_bio1);
913         } else {
914                 bqrelse(bp);
915         }
916 }
917
918 /*
919  * breadnx() - Terminal function for bread() and breadn().
920  *
921  * This function will start asynchronous I/O on read-ahead blocks as well
922  * as satisfy the primary request.
923  *
924  * We must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE is
925  * set, the buffer is valid and we do not have to do anything.
926  */
927 int
928 breadnx(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, off_t *raoffset,
929         int *rabsize, int cnt, struct buf **bpp)
930 {
931         struct buf *bp, *rabp;
932         int i;
933         int rv = 0, readwait = 0;
934
935         if (*bpp)
936                 bp = *bpp;
937         else
938                 *bpp = bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
939
940         /* if not found in cache, do some I/O */
941         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
942                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
943                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
944                 bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
945                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
946                 vfs_busy_pages(vp, bp);
947                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
948                 ++readwait;
949         }
950
951         for (i = 0; i < cnt; i++, raoffset++, rabsize++) {
952                 if (inmem(vp, *raoffset))
953                         continue;
954                 rabp = getblk(vp, *raoffset, *rabsize, 0, 0);
955
956                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
957                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
958                         rabp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
959                         vfs_busy_pages(vp, rabp);
960                         BUF_KERNPROC(rabp);
961                         vn_strategy(vp, &rabp->b_bio1);
962                 } else {
963                         brelse(rabp);
964                 }
965         }
966         if (readwait)
967                 rv = biowait(&bp->b_bio1, "biord");
968         return (rv);
969 }
970
971 /*
972  * bwrite:
973  *
974  *      Synchronous write, waits for completion.
975  *
976  *      Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
977  *      if async).  Do not bother writing anything if the buffer
978  *      is invalid.
979  *
980  *      Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
981  *      fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
982  *      now so we set it generally.  This could be set either here 
983  *      or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
984  *      here.
985  */
986 int
987 bwrite(struct buf *bp)
988 {
989         int error;
990
991         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
992                 brelse(bp);
993                 return (0);
994         }
995         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
996                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
997
998         /*
999          * NOTE: We no longer mark the buffer clear prior to the vn_strategy()
1000          *       call because it will remove the buffer from the vnode's
1001          *       dirty buffer list prematurely and possibly cause filesystem
1002          *       checks to race buffer flushes.  This is now handled in
1003          *       bpdone().
1004          *
1005          *       bundirty(bp); REMOVED
1006          */
1007
1008         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
1009         bp->b_flags |= B_CACHE;
1010         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1011         bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
1012         bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
1013         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
1014
1015         /*
1016          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
1017          * valid for vnode-backed buffers.
1018          */
1019         bsetrunningbufspace(bp, bp->b_bufsize);
1020         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1021         error = biowait(&bp->b_bio1, "biows");
1022         brelse(bp);
1023
1024         return (error);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * bawrite:
1029  *
1030  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1031  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1032  *
1033  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling
1034  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1035  */
1036 void
1037 bawrite(struct buf *bp)
1038 {
1039         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1040                 brelse(bp);
1041                 return;
1042         }
1043         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1044                 panic("bawrite: buffer is not busy???");
1045
1046         /*
1047          * NOTE: We no longer mark the buffer clear prior to the vn_strategy()
1048          *       call because it will remove the buffer from the vnode's
1049          *       dirty buffer list prematurely and possibly cause filesystem
1050          *       checks to race buffer flushes.  This is now handled in
1051          *       bpdone().
1052          *
1053          *       bundirty(bp); REMOVED
1054          */
1055         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
1056         bp->b_flags |= B_CACHE;
1057         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1058         KKASSERT(bp->b_bio1.bio_done == NULL);
1059         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
1060
1061         /*
1062          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
1063          * valid for vnode-backed buffers.
1064          */
1065         bsetrunningbufspace(bp, bp->b_bufsize);
1066         BUF_KERNPROC(bp);
1067         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1068 }
1069
1070 /*
1071  * bdwrite:
1072  *
1073  *      Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1074  *      anything if the buffer is marked invalid.
1075  *
1076  *      Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1077  *      set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1078  *      biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1079  *      out synchronously.
1080  */
1081 void
1082 bdwrite(struct buf *bp)
1083 {
1084         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1085                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
1086
1087         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1088                 brelse(bp);
1089                 return;
1090         }
1091         bdirty(bp);
1092
1093         dsched_buf_enter(bp);   /* might stack */
1094
1095         /*
1096          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1097          * true even of NFS now.
1098          */
1099         bp->b_flags |= B_CACHE;
1100
1101         /*
1102          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1103          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1104          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1105          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1106          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1107          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1108          * the bmap then...  So, this is important to do.
1109          */
1110         if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1111                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_loffset, &bp->b_bio2.bio_offset,
1112                          NULL, NULL, BUF_CMD_WRITE);
1113         }
1114
1115         /*
1116          * Because the underlying pages may still be mapped and
1117          * writable trying to set the dirty buffer (b_dirtyoff/end)
1118          * range here will be inaccurate.
1119          *
1120          * However, we must still clean the pages to satisfy the
1121          * vnode_pager and pageout daemon, so they think the pages
1122          * have been "cleaned".  What has really occured is that
1123          * they've been earmarked for later writing by the buffer
1124          * cache.
1125          *
1126          * So we get the b_dirtyoff/end update but will not actually
1127          * depend on it (NFS that is) until the pages are busied for
1128          * writing later on.
1129          */
1130         vfs_clean_pages(bp);
1131         bqrelse(bp);
1132
1133         /*
1134          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1135          * due to the softdep code.
1136          */
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Fake write - return pages to VM system as dirty, leave the buffer clean.
1141  * This is used by tmpfs.
1142  *
1143  * It is important for any VFS using this routine to NOT use it for
1144  * IO_SYNC or IO_ASYNC operations which occur when the system really
1145  * wants to flush VM pages to backing store.
1146  */
1147 void
1148 buwrite(struct buf *bp)
1149 {
1150         vm_page_t m;
1151         int i;
1152
1153         /*
1154          * Only works for VMIO buffers.  If the buffer is already
1155          * marked for delayed-write we can't avoid the bdwrite().
1156          */
1157         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || (bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1158                 bdwrite(bp);
1159                 return;
1160         }
1161
1162         /*
1163          * Mark as needing a commit.
1164          */
1165         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1166                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1167                 vm_page_need_commit(m);
1168         }
1169         bqrelse(bp);
1170 }
1171
1172 /*
1173  * bdirty:
1174  *
1175  *      Turn buffer into delayed write request by marking it B_DELWRI.
1176  *      B_RELBUF and B_NOCACHE must be cleared.
1177  *
1178  *      We reassign the buffer to itself to properly update it in the
1179  *      dirty/clean lists. 
1180  *
1181  *      Must be called from a critical section.
1182  *      The buffer must be on BQUEUE_NONE.
1183  */
1184 void
1185 bdirty(struct buf *bp)
1186 {
1187         KASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_NONE,
1188                 ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1189         if (bp->b_flags & B_NOCACHE) {
1190                 kprintf("bdirty: clearing B_NOCACHE on buf %p\n", bp);
1191                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
1192         }
1193         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1194                 kprintf("bdirty: warning, dirtying invalid buffer %p\n", bp);
1195         }
1196         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1197
1198         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1199                 lwkt_gettoken(&bp->b_vp->v_token);
1200                 bp->b_flags |= B_DELWRI;
1201                 reassignbuf(bp);
1202                 lwkt_reltoken(&bp->b_vp->v_token);
1203
1204                 atomic_add_long(&dirtybufcount, 1);
1205                 atomic_add_long(&dirtykvaspace, bp->b_kvasize);
1206                 atomic_add_long(&dirtybufspace, bp->b_bufsize);
1207                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1208                         atomic_add_long(&dirtybufcounthw, 1);
1209                         atomic_add_long(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1210                 }
1211                 bd_heatup();
1212         }
1213 }
1214
1215 /*
1216  * Set B_HEAVY, indicating that this is a heavy-weight buffer that
1217  * needs to be flushed with a different buf_daemon thread to avoid
1218  * deadlocks.  B_HEAVY also imposes restrictions in getnewbuf().
1219  */
1220 void
1221 bheavy(struct buf *bp)
1222 {
1223         if ((bp->b_flags & B_HEAVY) == 0) {
1224                 bp->b_flags |= B_HEAVY;
1225                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1226                         atomic_add_long(&dirtybufcounthw, 1);
1227                         atomic_add_long(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1228                 }
1229         }
1230 }
1231
1232 /*
1233  * bundirty:
1234  *
1235  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1236  *
1237  *      Must be called from a critical section.
1238  *
1239  *      The buffer is typically on BQUEUE_NONE but there is one case in 
1240  *      brelse() that calls this function after placing the buffer on
1241  *      a different queue.
1242  */
1243 void
1244 bundirty(struct buf *bp)
1245 {
1246         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1247                 lwkt_gettoken(&bp->b_vp->v_token);
1248                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1249                 reassignbuf(bp);
1250                 lwkt_reltoken(&bp->b_vp->v_token);
1251
1252                 atomic_add_long(&dirtybufcount, -1);
1253                 atomic_add_long(&dirtykvaspace, -bp->b_kvasize);
1254                 atomic_add_long(&dirtybufspace, -bp->b_bufsize);
1255                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1256                         atomic_add_long(&dirtybufcounthw, -1);
1257                         atomic_add_long(&dirtybufspacehw, -bp->b_bufsize);
1258                 }
1259                 bd_signal(bp->b_bufsize);
1260         }
1261         /*
1262          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1263          */
1264         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Set the b_runningbufspace field, used to track how much I/O is
1269  * in progress at any given moment.
1270  */
1271 void
1272 bsetrunningbufspace(struct buf *bp, int bytes)
1273 {
1274         bp->b_runningbufspace = bytes;
1275         if (bytes) {
1276                 atomic_add_long(&runningbufspace, bytes);
1277                 atomic_add_long(&runningbufcount, 1);
1278         }
1279 }
1280
1281 /*
1282  * brelse:
1283  *
1284  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1285  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1286  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1287  */
1288 void
1289 brelse(struct buf *bp)
1290 {
1291         struct bufpcpu *pcpu;
1292 #ifdef INVARIANTS
1293         int saved_flags = bp->b_flags;
1294 #endif
1295
1296         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1297                 ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1298
1299         /*
1300          * If B_NOCACHE is set we are being asked to destroy the buffer and
1301          * its backing store.  Clear B_DELWRI.
1302          *
1303          * B_NOCACHE is set in two cases: (1) when the caller really wants
1304          * to destroy the buffer and backing store and (2) when the caller
1305          * wants to destroy the buffer and backing store after a write 
1306          * completes.
1307          */
1308         if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_DELWRI)) == (B_NOCACHE|B_DELWRI)) {
1309                 bundirty(bp);
1310         }
1311
1312         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
1313                 /*
1314                  * A re-dirtied buffer is only subject to destruction
1315                  * by B_INVAL.  B_ERROR and B_NOCACHE are ignored.
1316                  */
1317                 /* leave buffer intact */
1318         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR)) ||
1319                    (bp->b_bufsize <= 0)) {
1320                 /*
1321                  * Either a failed read or we were asked to free or not
1322                  * cache the buffer.  This path is reached with B_DELWRI
1323                  * set only if B_INVAL is already set.  B_NOCACHE governs
1324                  * backing store destruction.
1325                  *
1326                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED in buf_deallocate if the
1327                  * buffer cannot be immediately freed.
1328                  */
1329                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1330                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1331                         buf_deallocate(bp);
1332                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1333                         atomic_add_long(&dirtybufcount, -1);
1334                         atomic_add_long(&dirtykvaspace, -bp->b_kvasize);
1335                         atomic_add_long(&dirtybufspace, -bp->b_bufsize);
1336                         if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1337                                 atomic_add_long(&dirtybufcounthw, -1);
1338                                 atomic_add_long(&dirtybufspacehw,
1339                                                 -bp->b_bufsize);
1340                         }
1341                         bd_signal(bp->b_bufsize);
1342                 }
1343                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1344         }
1345
1346         /*
1347          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI or B_LOCKED is set,
1348          * or if b_refs is non-zero.
1349          *
1350          * If vfs_vmio_release() is called with either bit set, the
1351          * underlying pages may wind up getting freed causing a previous
1352          * write (bdwrite()) to get 'lost' because pages associated with
1353          * a B_DELWRI bp are marked clean.  Pages associated with a
1354          * B_LOCKED buffer may be mapped by the filesystem.
1355          *
1356          * If we want to release the buffer ourselves (rather then the
1357          * originator asking us to release it), give the originator a
1358          * chance to countermand the release by setting B_LOCKED.
1359          * 
1360          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1361          * if B_DELWRI is set.
1362          *
1363          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1364          * on pages to return pages to the VM page queues.
1365          */
1366         if ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED)) || bp->b_refs) {
1367                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1368         } else if (vm_page_count_min(0)) {
1369                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1370                         buf_deallocate(bp);             /* can set B_LOCKED */
1371                 if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED))
1372                         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1373                 else
1374                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1375         }
1376
1377         /*
1378          * Make sure b_cmd is clear.  It may have already been cleared by
1379          * biodone().
1380          *
1381          * At this point destroying the buffer is governed by the B_INVAL 
1382          * or B_RELBUF flags.
1383          */
1384         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1385         dsched_buf_exit(bp);
1386
1387         /*
1388          * VMIO buffer rundown.  Make sure the VM page array is restored
1389          * after an I/O may have replaces some of the pages with bogus pages
1390          * in order to not destroy dirty pages in a fill-in read.
1391          *
1392          * Note that due to the code above, if a buffer is marked B_DELWRI
1393          * then the B_RELBUF and B_NOCACHE bits will always be clear.
1394          * B_INVAL may still be set, however.
1395          *
1396          * For clean buffers, B_INVAL or B_RELBUF will destroy the buffer
1397          * but not the backing store.   B_NOCACHE will destroy the backing
1398          * store.
1399          *
1400          * Note that dirty NFS buffers contain byte-granular write ranges
1401          * and should not be destroyed w/ B_INVAL even if the backing store
1402          * is left intact.
1403          */
1404         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1405                 /*
1406                  * Rundown for VMIO buffers which are not dirty NFS buffers.
1407                  */
1408                 int i, j, resid;
1409                 vm_page_t m;
1410                 off_t foff;
1411                 vm_pindex_t poff;
1412                 vm_object_t obj;
1413                 struct vnode *vp;
1414
1415                 vp = bp->b_vp;
1416
1417                 /*
1418                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1419                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1420                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1421                  * But our b_xio.xio_pages array *IS* page aligned.
1422                  *
1423                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1424                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1425                  * m->dirty, etc...). 
1426                  *
1427                  * See man buf(9) for more information
1428                  */
1429
1430                 resid = bp->b_bufsize;
1431                 foff = bp->b_loffset;
1432
1433                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1434                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1435
1436                         /*
1437                          * If we hit a bogus page, fixup *all* of them
1438                          * now.  Note that we left these pages wired
1439                          * when we removed them so they had better exist,
1440                          * and they cannot be ripped out from under us so
1441                          * no critical section protection is necessary.
1442                          */
1443                         if (m == bogus_page) {
1444                                 obj = vp->v_object;
1445                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset);
1446
1447                                 vm_object_hold(obj);
1448                                 for (j = i; j < bp->b_xio.xio_npages; j++) {
1449                                         vm_page_t mtmp;
1450
1451                                         mtmp = bp->b_xio.xio_pages[j];
1452                                         if (mtmp == bogus_page) {
1453                                                 if ((bp->b_flags & B_HASBOGUS) == 0)
1454                                                         panic("brelse: bp %p corrupt bogus", bp);
1455                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1456                                                 if (!mtmp)
1457                                                         panic("brelse: bp %p page %d missing", bp, j);
1458                                                 bp->b_xio.xio_pages[j] = mtmp;
1459                                         }
1460                                 }
1461                                 vm_object_drop(obj);
1462
1463                                 if ((bp->b_flags & B_HASBOGUS) || (bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1464                                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1465                                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
1466                                         bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
1467                                 }
1468                                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1469                         }
1470
1471                         /*
1472                          * Invalidate the backing store if B_NOCACHE is set
1473                          * (e.g. used with vinvalbuf()).  If this is NFS
1474                          * we impose a requirement that the block size be
1475                          * a multiple of PAGE_SIZE and create a temporary
1476                          * hack to basically invalidate the whole page.  The
1477                          * problem is that NFS uses really odd buffer sizes
1478                          * especially when tracking piecemeal writes and
1479                          * it also vinvalbuf()'s a lot, which would result
1480                          * in only partial page validation and invalidation
1481                          * here.  If the file page is mmap()'d, however,
1482                          * all the valid bits get set so after we invalidate
1483                          * here we would end up with weird m->valid values
1484                          * like 0xfc.  nfs_getpages() can't handle this so
1485                          * we clear all the valid bits for the NFS case
1486                          * instead of just some of them.
1487                          *
1488                          * The real bug is the VM system having to set m->valid
1489                          * to VM_PAGE_BITS_ALL for faulted-in pages, which
1490                          * itself is an artifact of the whole 512-byte
1491                          * granular mess that exists to support odd block 
1492                          * sizes and UFS meta-data block sizes (e.g. 6144).
1493                          * A complete rewrite is required.
1494                          *
1495                          * XXX
1496                          */
1497                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
1498                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1499                                 int presid;
1500
1501                                 presid = PAGE_SIZE - poffset;
1502                                 if (bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
1503                                     bp->b_vp->v_type == VREG) {
1504                                         ; /* entire page */
1505                                 } else if (presid > resid) {
1506                                         presid = resid;
1507                                 }
1508                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1509                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1510
1511                                 /*
1512                                  * Also make sure any swap cache is removed
1513                                  * as it is now stale (HAMMER in particular
1514                                  * uses B_NOCACHE to deal with buffer
1515                                  * aliasing).
1516                                  */
1517                                 swap_pager_unswapped(m);
1518                         }
1519                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1520                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1521                 }
1522                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1523                         vfs_vmio_release(bp);
1524         } else {
1525                 /*
1526                  * Rundown for non-VMIO buffers.
1527                  */
1528                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1529                         if (bp->b_bufsize)
1530                                 allocbuf(bp, 0);
1531                         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1532                         if (bp->b_vp)
1533                                 brelvp(bp);
1534                 }
1535         }
1536                         
1537         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1538                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1539         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1540                 /* Temporary panic to verify exclusive locking */
1541                 /* This panic goes away when we allow shared refs */
1542                 panic("brelse: multiple refs");
1543                 /* NOT REACHED */
1544                 return;
1545         }
1546
1547         /*
1548          * Figure out the correct queue to place the cleaned up buffer on.
1549          * Buffers placed in the EMPTY or EMPTYKVA had better already be
1550          * disassociated from their vnode.
1551          *
1552          * Return the buffer to its original pcpu area
1553          */
1554         pcpu = &bufpcpu[bp->b_qcpu];
1555         spin_lock(&pcpu->spin);
1556
1557         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1558                 /*
1559                  * Buffers that are locked are placed in the locked queue
1560                  * immediately, regardless of their state.
1561                  */
1562                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1563                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1564                                   bp, b_freelist);
1565         } else if (bp->b_bufsize == 0) {
1566                 /*
1567                  * Buffers with no memory.  Due to conditionals near the top
1568                  * of brelse() such buffers should probably already be
1569                  * marked B_INVAL and disassociated from their vnode.
1570                  */
1571                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1572                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1573                         ("bp1 %p flags %08x/%08x vnode %p "
1574                          "unexpectededly still associated!",
1575                         bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1576                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1577                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
1578                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1579                                   bp, b_freelist);
1580         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
1581                 /*
1582                  * Buffers with junk contents.   Again these buffers had better
1583                  * already be disassociated from their vnode.
1584                  */
1585                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1586                         ("bp2 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly "
1587                          "still associated!",
1588                         bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1589                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1590                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1591                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1592                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1593                                   bp, b_freelist);
1594         } else {
1595                 /*
1596                  * Remaining buffers.  These buffers are still associated with
1597                  * their vnode.
1598                  */
1599                 switch(bp->b_flags & (B_DELWRI|B_HEAVY)) {
1600                 case B_DELWRI:
1601                         bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1602                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1603                                           bp, b_freelist);
1604                         break;
1605                 case B_DELWRI | B_HEAVY:
1606                         bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY_HW;
1607                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1608                                           bp, b_freelist);
1609                         break;
1610                 default:
1611                         /*
1612                          * NOTE: Buffers are always placed at the end of the
1613                          * queue.  If B_AGE is not set the buffer will cycle
1614                          * through the queue twice.
1615                          */
1616                         bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1617                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1618                                           bp, b_freelist);
1619                         break;
1620                 }
1621         }
1622         spin_unlock(&pcpu->spin);
1623
1624         /*
1625          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.  We've already placed the buffer
1626          * on the correct queue but we have not yet unlocked it.
1627          */
1628         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI))
1629                 bundirty(bp);
1630
1631         /*
1632          * The bp is on an appropriate queue unless locked.  If it is not
1633          * locked or dirty we can wakeup threads waiting for buffer space.
1634          *
1635          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1636          * if B_INVAL is set ).
1637          */
1638         if ((bp->b_flags & (B_LOCKED|B_DELWRI)) == 0)
1639                 bufcountwakeup();
1640
1641         /*
1642          * Something we can maybe free or reuse
1643          */
1644         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1645                 bufspacewakeup();
1646
1647         /*
1648          * Clean up temporary flags and unlock the buffer.
1649          */
1650         bp->b_flags &= ~(B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1651         BUF_UNLOCK(bp);
1652 }
1653
1654 /*
1655  * bqrelse:
1656  *
1657  *      Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1658  *      it.  The buffer is expected to be used again soon.
1659  *
1660  *      bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1661  *      biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1662  *      known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1663  *      again soon.
1664  *
1665  *      XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1666  */
1667 void
1668 bqrelse(struct buf *bp)
1669 {
1670         struct bufpcpu *pcpu;
1671
1672         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1673                 ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1674
1675         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1676                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1677         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1678                 /* do not release to free list */
1679                 panic("bqrelse: multiple refs");
1680                 return;
1681         }
1682
1683         buf_act_advance(bp);
1684
1685         pcpu = &bufpcpu[bp->b_qcpu];
1686         spin_lock(&pcpu->spin);
1687
1688         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1689                 /*
1690                  * Locked buffers are released to the locked queue.  However,
1691                  * if the buffer is dirty it will first go into the dirty
1692                  * queue and later on after the I/O completes successfully it
1693                  * will be released to the locked queue.
1694                  */
1695                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1696                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1697                                   bp, b_freelist);
1698         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1699                 bp->b_qindex = (bp->b_flags & B_HEAVY) ?
1700                                BQUEUE_DIRTY_HW : BQUEUE_DIRTY;
1701                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1702                                   bp, b_freelist);
1703         } else if (vm_page_count_min(0)) {
1704                 /*
1705                  * We are too low on memory, we have to try to free the
1706                  * buffer (most importantly: the wired pages making up its
1707                  * backing store) *now*.
1708                  */
1709                 spin_unlock(&pcpu->spin);
1710                 brelse(bp);
1711                 return;
1712         } else {
1713                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1714                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1715                                   bp, b_freelist);
1716         }
1717         spin_unlock(&pcpu->spin);
1718
1719         /*
1720          * We have now placed the buffer on the proper queue, but have yet
1721          * to unlock it.
1722          */
1723         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
1724             ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
1725                 bufcountwakeup();
1726         }
1727
1728         /*
1729          * Something we can maybe free or reuse.
1730          */
1731         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1732                 bufspacewakeup();
1733
1734         /*
1735          * Final cleanup and unlock.  Clear bits that are only used while a
1736          * buffer is actively locked.
1737          */
1738         bp->b_flags &= ~(B_NOCACHE | B_RELBUF);
1739         dsched_buf_exit(bp);
1740         BUF_UNLOCK(bp);
1741 }
1742
1743 /*
1744  * Hold a buffer, preventing it from being reused.  This will prevent
1745  * normal B_RELBUF operations on the buffer but will not prevent B_INVAL
1746  * operations.  If a B_INVAL operation occurs the buffer will remain held
1747  * but the underlying pages may get ripped out.
1748  *
1749  * These functions are typically used in VOP_READ/VOP_WRITE functions
1750  * to hold a buffer during a copyin or copyout, preventing deadlocks
1751  * or recursive lock panics when read()/write() is used over mmap()'d
1752  * space.
1753  *
1754  * NOTE: bqhold() requires that the buffer be locked at the time of the
1755  *       hold.  bqdrop() has no requirements other than the buffer having
1756  *       previously been held.
1757  */
1758 void
1759 bqhold(struct buf *bp)
1760 {
1761         atomic_add_int(&bp->b_refs, 1);
1762 }
1763
1764 void
1765 bqdrop(struct buf *bp)
1766 {
1767         KKASSERT(bp->b_refs > 0);
1768         atomic_add_int(&bp->b_refs, -1);
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Return backing pages held by the buffer 'bp' back to the VM system.
1773  * This routine is called when the bp is invalidated, released, or
1774  * reused.
1775  *
1776  * The KVA mapping (b_data) for the underlying pages is removed by
1777  * this function.
1778  *
1779  * WARNING! This routine is integral to the low memory critical path
1780  *          when a buffer is B_RELBUF'd.  If the system has a severe page
1781  *          deficit we need to get the page(s) onto the PQ_FREE or PQ_CACHE
1782  *          queues so they can be reused in the current pageout daemon
1783  *          pass.
1784  */
1785 static void
1786 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1787 {
1788         int i;
1789         vm_page_t m;
1790
1791         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1792                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1793                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
1794
1795                 /*
1796                  * We need to own the page in order to safely unwire it.
1797                  */
1798                 vm_page_busy_wait(m, FALSE, "vmiopg");
1799
1800                 /*
1801                  * The VFS is telling us this is not a meta-data buffer
1802                  * even if it is backed by a block device.
1803                  */
1804                 if (bp->b_flags & B_NOTMETA)
1805                         vm_page_flag_set(m, PG_NOTMETA);
1806
1807                 /*
1808                  * This is a very important bit of code.  We try to track
1809                  * VM page use whether the pages are wired into the buffer
1810                  * cache or not.  While wired into the buffer cache the
1811                  * bp tracks the act_count.
1812                  *
1813                  * We can choose to place unwired pages on the inactive
1814                  * queue (0) or active queue (1).  If we place too many
1815                  * on the active queue the queue will cycle the act_count
1816                  * on pages we'd like to keep, just from single-use pages
1817                  * (such as when doing a tar-up or file scan).
1818                  */
1819                 if (bp->b_act_count < vm_cycle_point)
1820                         vm_page_unwire(m, 0);
1821                 else
1822                         vm_page_unwire(m, 1);
1823
1824                 /*
1825                  * If the wire_count has dropped to 0 we may need to take
1826                  * further action before unbusying the page.
1827                  *
1828                  * WARNING: vm_page_try_*() also checks PG_NEED_COMMIT for us.
1829                  */
1830                 if (m->wire_count == 0) {
1831                         if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1832                                 /*
1833                                  * Attempt to free the page if B_DIRECT is
1834                                  * set, the caller does not desire the page
1835                                  * to be cached.
1836                                  */
1837                                 vm_page_wakeup(m);
1838                                 vm_page_try_to_free(m);
1839                         } else if ((bp->b_flags & B_NOTMETA) ||
1840                                    vm_page_count_min(0)) {
1841                                 /*
1842                                  * Attempt to move the page to PQ_CACHE
1843                                  * if B_NOTMETA is set.  This flag is set
1844                                  * by HAMMER to remove one of the two pages
1845                                  * present when double buffering is enabled.
1846                                  *
1847                                  * Attempt to move the page to PQ_CACHE
1848                                  * If we have a severe page deficit.  This
1849                                  * will cause buffer cache operations related
1850                                  * to pageouts to recycle the related pages
1851                                  * in order to avoid a low memory deadlock.
1852                                  */
1853                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1854                                 vm_page_try_to_cache(m);
1855                         } else {
1856                                 /*
1857                                  * Nominal case, leave the page on the
1858                                  * queue the original unwiring placed it on
1859                                  * (active or inactive).
1860                                  */
1861                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1862                                 vm_page_wakeup(m);
1863                         }
1864                 } else {
1865                         vm_page_wakeup(m);
1866                 }
1867         }
1868
1869         /*
1870          * Zero out the pmap pte's for the mapping, but don't bother
1871          * invalidating the TLB.  The range will be properly invalidating
1872          * when new pages are entered into the mapping.
1873          *
1874          * This in particular reduces tmpfs tear-down overhead and reduces
1875          * buffer cache re-use overhead (one invalidation sequence instead
1876          * of two per re-use).
1877          */
1878         pmap_qremove_noinval(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data),
1879                              bp->b_xio.xio_npages);
1880         if (bp->b_bufsize) {
1881                 atomic_add_long(&bufspace, -bp->b_bufsize);
1882                 bp->b_bufsize = 0;
1883                 bufspacewakeup();
1884         }
1885         bp->b_xio.xio_npages = 0;
1886         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1887         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1888         if (bp->b_vp)
1889                 brelvp(bp);
1890 }
1891
1892 /*
1893  * Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
1894  * in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1895  *
1896  * If repurpose is non-NULL getnewbuf() is allowed to re-purpose an existing
1897  * buffer.  The buffer will be disassociated, its page and page mappings
1898  * left intact, and returned with *repurpose set to 1.  Else *repurpose is set
1899  * to 0.  If 1, the caller must repurpose the underlying VM pages.
1900  *
1901  * If repurpose is NULL getnewbuf() is not allowed to re-purpose an
1902  * existing buffer.  That is, it must completely initialize the returned
1903  * buffer.
1904  *
1905  * Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1906  * buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1907  *
1908  * We block if:
1909  *      We have insufficient buffer headers
1910  *      We have insufficient buffer space
1911  *
1912  * To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1913  * Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1914  * avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1915  */
1916 struct buf *
1917 getnewbuf(int blkflags, int slptimeo, int size, int maxsize,
1918           struct vm_object **repurposep)
1919 {
1920         struct bufpcpu *pcpu;
1921         struct buf *bp;
1922         struct buf *nbp;
1923         int nqindex;
1924         int nqcpu;
1925         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
1926         int maxloops = 200000;
1927         int restart_reason = 0;
1928         struct buf *restart_bp = NULL;
1929         static char flushingbufs[MAXCPU];
1930         char *flushingp;
1931
1932         /*
1933          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1934          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1935          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1936          * async I/O rather then sync I/O.
1937          */
1938         
1939         ++getnewbufcalls;
1940         nqcpu = mycpu->gd_cpuid;
1941         flushingp = &flushingbufs[nqcpu];
1942 restart:
1943         if (bufspace < lobufspace)
1944                 *flushingp = 0;
1945
1946         if (debug_bufbio && --maxloops == 0)
1947                 panic("getnewbuf, excessive loops on cpu %d restart %d (%p)",
1948                         mycpu->gd_cpuid, restart_reason, restart_bp);
1949
1950         /*
1951          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1952          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1953          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1954          * dip into our reserves.
1955          *
1956          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->CLEAN
1957          */
1958         pcpu = &bufpcpu[nqcpu];
1959         spin_lock(&pcpu->spin);
1960
1961         /*
1962          * Determine if repurposing should be disallowed.  Generally speaking
1963          * do not repurpose buffers if the buffer cache hasn't capped.  Also
1964          * control repurposing based on buffer-cache -> main-memory bandwidth.
1965          * That is, we want to recycle buffers normally up until the buffer
1966          * cache bandwidth (new-buffer bw) exceeds bufcache_bw.
1967          *
1968          * (This is heuristical, SMP collisions are ok)
1969          */
1970         if (repurposep) {
1971                 int delta = ticks - bufcache_bw_ticks;
1972                 if (delta < 0 || delta >= hz) {
1973                         atomic_swap_long(&bufcache_bw_accum, 0);
1974                         atomic_swap_int(&bufcache_bw_ticks, ticks);
1975                 }
1976                 atomic_add_long(&bufcache_bw_accum, size);
1977                 if (bufspace < lobufspace) {
1978                         repurposep = NULL;
1979                 } else if (bufcache_bw_accum < bufcache_bw) {
1980                         repurposep = NULL;
1981                 }
1982         }
1983
1984         /*
1985          * Prime the scan for this cpu.  Locate the first buffer to
1986          * check.  If we are flushing buffers we must skip the
1987          * EMPTY queue.
1988          */
1989         nqindex = BQUEUE_EMPTY;
1990         nbp = TAILQ_FIRST(&pcpu->bufqueues[BQUEUE_EMPTY]);
1991         if (nbp == NULL || *flushingp || repurposep) {
1992                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1993                 nbp = TAILQ_FIRST(&pcpu->bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
1994         }
1995
1996         /*
1997          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly,
1998          * depending.
1999          *
2000          * WARNING! spin is held!
2001          */
2002         while ((bp = nbp) != NULL) {
2003                 int qindex = nqindex;
2004
2005                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2006
2007                 /*
2008                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
2009                  * cycles through the queue twice before being selected.
2010                  */
2011                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN && 
2012                     (bp->b_flags & B_AGE) == 0 && nbp) {
2013                         bp->b_flags |= B_AGE;
2014                         TAILQ_REMOVE(&pcpu->bufqueues[qindex],
2015                                      bp, b_freelist);
2016                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[qindex],
2017                                           bp, b_freelist);
2018                         continue;
2019                 }
2020
2021                 /*
2022                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
2023                  * or do other fancy things ).
2024                  */
2025                 if (nbp == NULL) {
2026                         switch(qindex) {
2027                         case BQUEUE_EMPTY:
2028                                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
2029                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&pcpu->bufqueues[BQUEUE_CLEAN])))
2030                                         break;
2031                                 /* fall through */
2032                         case BQUEUE_CLEAN:
2033                                 /*
2034                                  * nbp is NULL. 
2035                                  */
2036                                 break;
2037                         }
2038                 }
2039
2040                 /*
2041                  * Sanity Checks
2042                  */
2043                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
2044                         ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2045
2046                 /*
2047                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2048                  * buffers.
2049                  */
2050                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2051                         ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2052
2053                 /*
2054                  * Do not try to reuse a buffer with a non-zero b_refs.
2055                  * This is an unsynchronized test.  A synchronized test
2056                  * is also performed after we lock the buffer.
2057                  */
2058                 if (bp->b_refs)
2059                         continue;
2060
2061                 /*
2062                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2063                  * remains valid only for BQUEUE_EMPTY bp's.  Buffers
2064                  * on the clean list must be disassociated from their 
2065                  * current vnode.  Buffers on the empty lists have
2066                  * already been disassociated.
2067                  *
2068                  * b_refs is checked after locking along with queue changes.
2069                  * We must check here to deal with zero->nonzero transitions
2070                  * made by the owner of the buffer lock, which is used by
2071                  * VFS's to hold the buffer while issuing an unlocked
2072                  * uiomove()s.  We cannot invalidate the buffer's pages
2073                  * for this case.  Once we successfully lock a buffer the
2074                  * only 0->1 transitions of b_refs will occur via findblk().
2075                  *
2076                  * We must also check for queue changes after successful
2077                  * locking as the current lock holder may dispose of the
2078                  * buffer and change its queue.
2079                  */
2080                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2081                         spin_unlock(&pcpu->spin);
2082                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", (hz + 99) / 100);
2083                         restart_reason = 1;
2084                         restart_bp = bp;
2085                         goto restart;
2086                 }
2087                 if (bp->b_qindex != qindex || bp->b_refs) {
2088                         spin_unlock(&pcpu->spin);
2089                         BUF_UNLOCK(bp);
2090                         restart_reason = 2;
2091                         restart_bp = bp;
2092                         goto restart;
2093                 }
2094                 bremfree_locked(bp);
2095                 spin_unlock(&pcpu->spin);
2096
2097                 /*
2098                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2099                  * vnode.
2100                  *
2101                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2102                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2103                  * responsible for releasing the buffer.
2104                  *
2105                  * NOTE: spin is UNLOCKED now.
2106                  */
2107                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2108                         buf_deallocate(bp);
2109                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2110                                 bqrelse(bp);
2111                                 restart_reason = 3;
2112                                 restart_bp = bp;
2113                                 goto restart;
2114                         }
2115                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2116                 }
2117
2118                 /*
2119                  * CLEAN buffers have content or associations that must be
2120                  * cleaned out if not repurposing.
2121                  */
2122                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN) {
2123                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2124                                 if (repurpose_enable &&
2125                                     repurposep && bp->b_bufsize &&
2126                                     (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_MALLOC)) == 0) {
2127                                         *repurposep = bp->b_vp->v_object;
2128                                         vm_object_hold(*repurposep);
2129                                 } else {
2130                                         vfs_vmio_release(bp);
2131                                 }
2132                         }
2133                         if (bp->b_vp)
2134                                 brelvp(bp);
2135                 }
2136
2137                 /*
2138                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2139                  * the scan from this point on.
2140                  *
2141                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
2142                  * valid after this operation.
2143                  */
2144                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
2145                         ("bp3 %p flags %08x vnode %p qindex %d "
2146                          "unexpectededly still associated!",
2147                          bp, bp->b_flags, bp->b_vp, qindex));
2148                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2149
2150                 if (repurposep == NULL || *repurposep == NULL) {
2151                         if (bp->b_bufsize)
2152                                 allocbuf(bp, 0);
2153                 }
2154
2155                 if (bp->b_flags & (B_VNDIRTY | B_VNCLEAN | B_HASHED)) {
2156                         kprintf("getnewbuf: caught bug vp queue "
2157                                 "%p/%08x qidx %d\n",
2158                                 bp, bp->b_flags, qindex);
2159                         brelvp(bp);
2160                 }
2161                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2162                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2163                 bp->b_vp = NULL;
2164                 bp->b_error = 0;
2165                 bp->b_resid = 0;
2166                 bp->b_bcount = 0;
2167                 if (repurposep == NULL || *repurposep == NULL)
2168                         bp->b_xio.xio_npages = 0;
2169                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2170                 bp->b_act_count = ACT_INIT;
2171                 reinitbufbio(bp);
2172                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2173                 buf_dep_init(bp);
2174                 if (blkflags & GETBLK_BHEAVY)
2175                         bp->b_flags |= B_HEAVY;
2176
2177                 if (bufspace >= hibufspace)
2178                         *flushingp = 1;
2179                 if (bufspace < lobufspace)
2180                         *flushingp = 0;
2181                 if (*flushingp) {
2182                         if (repurposep && *repurposep != NULL) {
2183                                 bp->b_flags |= B_VMIO;
2184                                 vfs_vmio_release(bp);
2185                                 if (bp->b_bufsize)
2186                                         allocbuf(bp, 0);
2187                                 vm_object_drop(*repurposep);
2188                                 *repurposep = NULL;
2189                         }
2190                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2191                         brelse(bp);
2192                         restart_reason = 5;
2193                         restart_bp = bp;
2194                         goto restart;
2195                 }
2196
2197                 /*
2198                  * b_refs can transition to a non-zero value while we hold
2199                  * the buffer locked due to a findblk().  Our brelvp() above
2200                  * interlocked any future possible transitions due to
2201                  * findblk()s.
2202                  *
2203                  * If we find b_refs to be non-zero we can destroy the
2204                  * buffer's contents but we cannot yet reuse the buffer.
2205                  */
2206                 if (bp->b_refs) {
2207                         if (repurposep && *repurposep != NULL) {
2208                                 bp->b_flags |= B_VMIO;
2209                                 vfs_vmio_release(bp);
2210                                 if (bp->b_bufsize)
2211                                         allocbuf(bp, 0);
2212                                 vm_object_drop(*repurposep);
2213                                 *repurposep = NULL;
2214                         }
2215                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2216                         brelse(bp);
2217                         restart_reason = 6;
2218                         restart_bp = bp;
2219
2220                         goto restart;
2221                 }
2222
2223                 /*
2224                  * We found our buffer!
2225                  */
2226                 break;
2227         }
2228
2229         /*
2230          * If we exhausted our list, iterate other cpus.  If that fails,
2231          * sleep as appropriate.  We may have to wakeup various daemons
2232          * and write out some dirty buffers.
2233          *
2234          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2235          *
2236          * NOTE: spin is held if bp is NULL, else it is not held.
2237          */
2238         if (bp == NULL) {
2239                 int flags;
2240                 char *waitmsg;
2241
2242                 spin_unlock(&pcpu->spin);
2243
2244                 nqcpu = (nqcpu + 1) % ncpus;
2245                 if (nqcpu != mycpu->gd_cpuid) {
2246                         restart_reason = 7;
2247                         restart_bp = bp;
2248                         goto restart;
2249                 }
2250
2251                 if (bufspace >= hibufspace) {
2252                         waitmsg = "bufspc";
2253                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2254                 } else {
2255                         waitmsg = "newbuf";
2256                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2257                 }
2258
2259                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2260                 atomic_set_int(&needsbuffer, flags);
2261                 while (needsbuffer & flags) {
2262                         int value;
2263
2264                         tsleep_interlock(&needsbuffer, 0);
2265                         value = atomic_fetchadd_int(&needsbuffer, 0);
2266                         if (value & flags) {
2267                                 if (tsleep(&needsbuffer, PINTERLOCKED|slpflags,
2268                                            waitmsg, slptimeo)) {
2269                                         return (NULL);
2270                                 }
2271                         }
2272                 }
2273         } else {
2274                 /*
2275                  * We finally have a valid bp.  Reset b_data.
2276                  *
2277                  * (spin is not held)
2278                  */
2279                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2280         }
2281         return(bp);
2282 }
2283
2284 /*
2285  * buf_daemon:
2286  *
2287  *      Buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2288  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2289  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2290  *
2291  *      Once a flush is initiated it does not stop until the number
2292  *      of buffers falls below lodirtybuffers, but we will wake up anyone
2293  *      waiting at the mid-point.
2294  */
2295 static struct kproc_desc buf_kp = {
2296         "bufdaemon",
2297         buf_daemon,
2298         &bufdaemon_td
2299 };
2300 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2301         kproc_start, &buf_kp);
2302
2303 static struct kproc_desc bufhw_kp = {
2304         "bufdaemon_hw",
2305         buf_daemon_hw,
2306         &bufdaemonhw_td
2307 };
2308 SYSINIT(bufdaemon_hw, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2309         kproc_start, &bufhw_kp);
2310
2311 static void
2312 buf_daemon1(struct thread *td, int queue, int (*buf_limit_fn)(long), 
2313             int *bd_req)
2314 {
2315         long limit;
2316         struct buf *marker;
2317
2318         marker = kmalloc(sizeof(*marker), M_BIOBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
2319         marker->b_flags |= B_MARKER;
2320         marker->b_qindex = BQUEUE_NONE;
2321         marker->b_qcpu = 0;
2322
2323         /*
2324          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2325          */
2326         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2327                               td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2328         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2329
2330         /*
2331          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2332          */
2333         for (;;) {
2334                 kproc_suspend_loop();
2335
2336                 /*
2337                  * Do the flush as long as the number of dirty buffers
2338                  * (including those running) exceeds lodirtybufspace.
2339                  *
2340                  * When flushing limit running I/O to hirunningspace
2341                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2342                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2343                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2344                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2345                  *
2346                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2347                  * but because we split the operation into two threads we
2348                  * have to cut it in half for each thread.
2349                  */
2350                 waitrunningbufspace();
2351                 limit = lodirtybufspace / 2;
2352                 while (buf_limit_fn(limit)) {
2353                         if (flushbufqueues(marker, queue) == 0)
2354                                 break;
2355                         if (runningbufspace < hirunningspace)
2356                                 continue;
2357                         waitrunningbufspace();
2358                 }
2359
2360                 /*
2361                  * We reached our low water mark, reset the
2362                  * request and sleep until we are needed again.
2363                  * The sleep is just so the suspend code works.
2364                  */
2365                 tsleep_interlock(bd_req, 0);
2366                 if (atomic_swap_int(bd_req, 0) == 0)
2367                         tsleep(bd_req, PINTERLOCKED, "psleep", hz);
2368         }
2369         /* NOT REACHED */
2370         /*kfree(marker, M_BIOBUF);*/
2371 }
2372
2373 static int
2374 buf_daemon_limit(long limit)
2375 {
2376         return (runningbufspace + dirtykvaspace > limit ||
2377                 dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2);
2378 }
2379
2380 static int
2381 buf_daemon_hw_limit(long limit)
2382 {
2383         return (runningbufspace + dirtykvaspace > limit ||
2384                 dirtybufcounthw >= nbuf / 2);
2385 }
2386
2387 static void
2388 buf_daemon(void)
2389 {
2390         buf_daemon1(bufdaemon_td, BQUEUE_DIRTY, buf_daemon_limit, 
2391                     &bd_request);
2392 }
2393
2394 static void
2395 buf_daemon_hw(void)
2396 {
2397         buf_daemon1(bufdaemonhw_td, BQUEUE_DIRTY_HW, buf_daemon_hw_limit,
2398                     &bd_request_hw);
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Flush up to (flushperqueue) buffers in the dirty queue.  Each cpu has a
2403  * localized version of the queue.  Each call made to this function iterates
2404  * to another cpu.  It is desireable to flush several buffers from the same
2405  * cpu's queue at once, as these are likely going to be linear.
2406  *
2407  * We must be careful to free up B_INVAL buffers instead of write them, which
2408  * NFS is particularly sensitive to.
2409  *
2410  * B_RELBUF may only be set by VFSs.  We do set B_AGE to indicate that we
2411  * really want to try to get the buffer out and reuse it due to the write
2412  * load on the machine.
2413  *
2414  * We must lock the buffer in order to check its validity before we can mess
2415  * with its contents.  spin isn't enough.
2416  */
2417 static int
2418 flushbufqueues(struct buf *marker, bufq_type_t q)
2419 {
2420         struct bufpcpu *pcpu;
2421         struct buf *bp;
2422         int r = 0;
2423         u_int loops = flushperqueue;
2424         int lcpu = marker->b_qcpu;
2425
2426         KKASSERT(marker->b_qindex == BQUEUE_NONE);
2427         KKASSERT(marker->b_flags & B_MARKER);
2428
2429 again:
2430         /*
2431          * Spinlock needed to perform operations on the queue and may be
2432          * held through a non-blocking BUF_LOCK(), but cannot be held when
2433          * BUF_UNLOCK()ing or through any other major operation.
2434          */
2435         pcpu = &bufpcpu[marker->b_qcpu];
2436         spin_lock(&pcpu->spin);
2437         marker->b_qindex = q;
2438         TAILQ_INSERT_HEAD(&pcpu->bufqueues[q], marker, b_freelist);
2439         bp = marker;
2440
2441         while ((bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) != NULL) {
2442                 /*
2443                  * NOTE: spinlock is always held at the top of the loop
2444                  */
2445                 if (bp->b_flags & B_MARKER)
2446                         continue;
2447                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2448                         kprintf("Unexpected clean buffer %p\n", bp);
2449                         continue;
2450                 }
2451                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT))
2452                         continue;
2453                 KKASSERT(bp->b_qcpu == marker->b_qcpu && bp->b_qindex == q);
2454
2455                 /*
2456                  * Once the buffer is locked we will have no choice but to
2457                  * unlock the spinlock around a later BUF_UNLOCK and re-set
2458                  * bp = marker when looping.  Move the marker now to make
2459                  * things easier.
2460                  */
2461                 TAILQ_REMOVE(&pcpu->bufqueues[q], marker, b_freelist);
2462                 TAILQ_INSERT_AFTER(&pcpu->bufqueues[q], bp, marker, b_freelist);
2463
2464                 /*
2465                  * Must recheck B_DELWRI after successfully locking
2466                  * the buffer.
2467                  */
2468                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2469                         spin_unlock(&pcpu->spin);
2470                         BUF_UNLOCK(bp);
2471                         spin_lock(&pcpu->spin);
2472                         bp = marker;
2473                         continue;
2474                 }
2475
2476                 /*
2477                  * Remove the buffer from its queue.  We still own the
2478                  * spinlock here.
2479                  */
2480                 _bremfree(bp);
2481
2482                 /*
2483                  * Disposing of an invalid buffer counts as a flush op
2484                  */
2485                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2486                         spin_unlock(&pcpu->spin);
2487                         brelse(bp);
2488                         goto doloop;
2489                 }
2490
2491                 /*
2492                  * Release the spinlock for the more complex ops we
2493                  * are now going to do.
2494                  */
2495                 spin_unlock(&pcpu->spin);
2496                 lwkt_yield();
2497
2498                 /*
2499                  * This is a bit messy
2500                  */
2501                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2502                     (bp->b_flags & B_DEFERRED) == 0 &&
2503                     buf_countdeps(bp, 0)) {
2504                         spin_lock(&pcpu->spin);
2505                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[q], bp, b_freelist);
2506                         bp->b_qindex = q;
2507                         bp->b_flags |= B_DEFERRED;
2508                         spin_unlock(&pcpu->spin);
2509                         BUF_UNLOCK(bp);
2510                         spin_lock(&pcpu->spin);
2511                         bp = marker;
2512                         continue;
2513                 }
2514
2515                 /*
2516                  * spinlock not held here.
2517                  *
2518                  * If the buffer has a dependancy, buf_checkwrite() must
2519                  * also return 0 for us to be able to initate the write.
2520                  *
2521                  * If the buffer is flagged B_ERROR it may be requeued
2522                  * over and over again, we try to avoid a live lock.
2523                  */
2524                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && buf_checkwrite(bp)) {
2525                         brelse(bp);
2526                 } else if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2527                         tsleep(bp, 0, "bioer", 1);
2528                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2529                         cluster_awrite(bp);
2530                 } else {
2531                         bp->b_flags |= B_AGE;
2532                         cluster_awrite(bp);
2533                 }
2534                 /* bp invalid but needs to be NULL-tested if we break out */
2535 doloop:
2536                 spin_lock(&pcpu->spin);
2537                 ++r;
2538                 if (--loops == 0)
2539                         break;
2540                 bp = marker;
2541         }
2542         /* bp is invalid here but can be NULL-tested to advance */
2543
2544         TAILQ_REMOVE(&pcpu->bufqueues[q], marker, b_freelist);
2545         marker->b_qindex = BQUEUE_NONE;
2546         spin_unlock(&pcpu->spin);
2547
2548         /*
2549          * Advance the marker to be fair.
2550          */
2551         marker->b_qcpu = (marker->b_qcpu + 1) % ncpus;
2552         if (bp == NULL) {
2553                 if (marker->b_qcpu != lcpu)
2554                         goto again;
2555         }
2556
2557         return (r);
2558 }
2559
2560 /*
2561  * inmem:
2562  *
2563  *      Returns true if no I/O is needed to access the associated VM object.
2564  *      This is like findblk except it also hunts around in the VM system for
2565  *      the data.
2566  *
2567  *      Note that we ignore vm_page_free() races from interrupts against our
2568  *      lookup, since if the caller is not protected our return value will not
2569  *      be any more valid then otherwise once we exit the critical section.
2570  */
2571 int
2572 inmem(struct vnode *vp, off_t loffset)
2573 {
2574         vm_object_t obj;
2575         vm_offset_t toff, tinc, size;
2576         vm_page_t m;
2577         int res = 1;
2578
2579         if (findblk(vp, loffset, FINDBLK_TEST))
2580                 return 1;
2581         if (vp->v_mount == NULL)
2582                 return 0;
2583         if ((obj = vp->v_object) == NULL)
2584                 return 0;
2585
2586         size = PAGE_SIZE;
2587         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2588                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2589
2590         vm_object_hold(obj);
2591         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2592                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(loffset + toff));
2593                 if (m == NULL) {
2594                         res = 0;
2595                         break;
2596                 }
2597                 tinc = size;
2598                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK))
2599                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK);
2600                 if (vm_page_is_valid(m,
2601                     (vm_offset_t) ((toff + loffset) & PAGE_MASK), tinc) == 0) {
2602                         res = 0;
2603                         break;
2604                 }
2605         }
2606         vm_object_drop(obj);
2607         return (res);
2608 }
2609
2610 /*
2611  * findblk:
2612  *
2613  *      Locate and return the specified buffer.  Unless flagged otherwise,
2614  *      a locked buffer will be returned if it exists or NULL if it does not.
2615  *
2616  *      findblk()'d buffers are still on the bufqueues and if you intend
2617  *      to use your (locked NON-TEST) buffer you need to bremfree(bp)
2618  *      and possibly do other stuff to it.
2619  *
2620  *      FINDBLK_TEST    - Do not lock the buffer.  The caller is responsible
2621  *                        for locking the buffer and ensuring that it remains
2622  *                        the desired buffer after locking.
2623  *
2624  *      FINDBLK_NBLOCK  - Lock the buffer non-blocking.  If we are unable
2625  *                        to acquire the lock we return NULL, even if the
2626  *                        buffer exists.
2627  *
2628  *      FINDBLK_REF     - Returns the buffer ref'd, which prevents normal
2629  *                        reuse by getnewbuf() but does not prevent
2630  *                        disassociation (B_INVAL).  Used to avoid deadlocks
2631  *                        against random (vp,loffset)s due to reassignment.
2632  *
2633  *      (0)             - Lock the buffer blocking.
2634  */
2635 struct buf *
2636 findblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int flags)
2637 {
2638         struct buf *bp;
2639         int lkflags;
2640
2641         lkflags = LK_EXCLUSIVE;
2642         if (flags & FINDBLK_NBLOCK)
2643                 lkflags |= LK_NOWAIT;
2644
2645         for (;;) {
2646                 /*
2647                  * Lookup.  Ref the buf while holding v_token to prevent
2648                  * reuse (but does not prevent diassociation).
2649                  */
2650                 lwkt_gettoken_shared(&vp->v_token);
2651                 bp = buf_rb_hash_RB_LOOKUP(&vp->v_rbhash_tree, loffset);
2652                 if (bp == NULL) {
2653                         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
2654                         return(NULL);
2655                 }
2656                 bqhold(bp);
2657                 lwkt_reltoken(&vp->v_token);
2658
2659                 /*
2660                  * If testing only break and return bp, do not lock.
2661                  */
2662                 if (flags & FINDBLK_TEST)
2663                         break;
2664
2665                 /*
2666                  * Lock the buffer, return an error if the lock fails.
2667                  * (only FINDBLK_NBLOCK can cause the lock to fail).
2668                  */
2669                 if (BUF_LOCK(bp, lkflags)) {
2670                         atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2671                         /* bp = NULL; not needed */
2672                         return(NULL);
2673                 }
2674
2675                 /*
2676                  * Revalidate the locked buf before allowing it to be
2677                  * returned.
2678                  */
2679                 if (bp->b_vp == vp && bp->b_loffset == loffset)
2680                         break;
2681                 atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2682                 BUF_UNLOCK(bp);
2683         }
2684
2685         /*
2686          * Success
2687          */
2688         if ((flags & FINDBLK_REF) == 0)
2689                 atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2690         return(bp);
2691 }
2692
2693 /*
2694  * getcacheblk:
2695  *
2696  *      Similar to getblk() except only returns the buffer if it is
2697  *      B_CACHE and requires no other manipulation.  Otherwise NULL
2698  *      is returned.  NULL is also returned if GETBLK_NOWAIT is set
2699  *      and the getblk() would block.
2700  *
2701  *      If B_RAM is set the buffer might be just fine, but we return
2702  *      NULL anyway because we want the code to fall through to the
2703  *      cluster read to issue more read-aheads.  Otherwise read-ahead breaks.
2704  *
2705  *      If blksize is 0 the buffer cache buffer must already be fully
2706  *      cached.
2707  *
2708  *      If blksize is non-zero getblk() will be used, allowing a buffer
2709  *      to be reinstantiated from its VM backing store.  The buffer must
2710  *      still be fully cached after reinstantiation to be returned.
2711  */
2712 struct buf *
2713 getcacheblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int blksize, int blkflags)
2714 {
2715         struct buf *bp;
2716         int fndflags = (blkflags & GETBLK_NOWAIT) ? FINDBLK_NBLOCK : 0;
2717
2718         if (blksize) {
2719                 bp = getblk(vp, loffset, blksize, blkflags, 0);
2720                 if (bp) {
2721                         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE)) == B_CACHE) {
2722                                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2723                                 if (bp->b_flags & B_RAM) {
2724                                         bqrelse(bp);
2725                                         bp = NULL;
2726                                 }
2727                         } else {
2728                                 brelse(bp);
2729                                 bp = NULL;
2730                         }
2731                 }
2732         } else {
2733                 bp = findblk(vp, loffset, fndflags);
2734                 if (bp) {
2735                         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE | B_RAM)) ==
2736                             B_CACHE) {
2737                                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2738                                 bremfree(bp);
2739                         } else {
2740                                 BUF_UNLOCK(bp);
2741                                 bp = NULL;
2742                         }
2743                 }
2744         }
2745         return (bp);
2746 }
2747
2748 /*
2749  * getblk:
2750  *
2751  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2752  *      B_INVAL may or may not be set on return.  The caller should clear
2753  *      B_INVAL prior to initiating a READ.
2754  *
2755  *      IT IS IMPORTANT TO UNDERSTAND THAT IF YOU CALL GETBLK() AND B_CACHE
2756  *      IS NOT SET, YOU MUST INITIALIZE THE RETURNED BUFFER, ISSUE A READ,
2757  *      OR SET B_INVAL BEFORE RETIRING IT.  If you retire a getblk'd buffer
2758  *      without doing any of those things the system will likely believe
2759  *      the buffer to be valid (especially if it is not B_VMIO), and the
2760  *      next getblk() will return the buffer with B_CACHE set.
2761  *
2762  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2763  *      an existing buffer.
2764  *
2765  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2766  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2767  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2768  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2769  *
2770  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2771  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2772  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2773  *      backing VM.
2774  *
2775  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2776  *      B_CACHE bit is clear.
2777  *      
2778  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2779  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2780  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2781  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2782  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2783  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2784  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2785  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2786  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
2787  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2788  *
2789  *      getblk flags:
2790  *
2791  *      GETBLK_PCATCH - catch signal if blocked, can cause NULL return
2792  *      GETBLK_BHEAVY - heavy-weight buffer cache buffer
2793  */
2794 struct buf *
2795 getblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int blkflags, int slptimeo)
2796 {
2797         struct buf *bp;
2798         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
2799         int error;
2800         int lkflags;
2801
2802         if (size > MAXBSIZE)
2803                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)", size, MAXBSIZE);
2804         if (vp->v_object == NULL)
2805                 panic("getblk: vnode %p has no object!", vp);
2806
2807 loop:
2808         if ((bp = findblk(vp, loffset, FINDBLK_REF | FINDBLK_TEST)) != NULL) {
2809                 /*
2810                  * The buffer was found in the cache, but we need to lock it.
2811                  * We must acquire a ref on the bp to prevent reuse, but
2812                  * this will not prevent disassociation (brelvp()) so we
2813                  * must recheck (vp,loffset) after acquiring the lock.
2814                  *
2815                  * Without the ref the buffer could potentially be reused
2816                  * before we acquire the lock and create a deadlock
2817                  * situation between the thread trying to reuse the buffer
2818                  * and us due to the fact that we would wind up blocking
2819                  * on a random (vp,loffset).
2820                  */
2821                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2822                         if (blkflags & GETBLK_NOWAIT) {
2823                                 bqdrop(bp);
2824                                 return(NULL);
2825                         }
2826                         lkflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL;
2827                         if (blkflags & GETBLK_PCATCH)
2828                                 lkflags |= LK_PCATCH;
2829                         error = BUF_TIMELOCK(bp, lkflags, "getblk", slptimeo);
2830                         if (error) {
2831                                 bqdrop(bp);
2832                                 if (error == ENOLCK)
2833                                         goto loop;
2834                                 return (NULL);
2835                         }
2836                         /* buffer may have changed on us */
2837                 }
2838                 bqdrop(bp);
2839
2840                 /*
2841                  * Once the buffer has been locked, make sure we didn't race
2842                  * a buffer recyclement.  Buffers that are no longer hashed
2843                  * will have b_vp == NULL, so this takes care of that check
2844                  * as well.
2845                  */
2846                 if (bp->b_vp != vp || bp->b_loffset != loffset) {
2847 #if 0
2848                         kprintf("Warning buffer %p (vp %p loffset %lld) "
2849                                 "was recycled\n",
2850                                 bp, vp, (long long)loffset);
2851 #endif
2852                         BUF_UNLOCK(bp);
2853                         goto loop;
2854                 }
2855
2856                 /*
2857                  * If SZMATCH any pre-existing buffer must be of the requested
2858                  * size or NULL is returned.  The caller absolutely does not
2859                  * want getblk() to bwrite() the buffer on a size mismatch.
2860                  */
2861                 if ((blkflags & GETBLK_SZMATCH) && size != bp->b_bcount) {
2862                         BUF_UNLOCK(bp);
2863                         return(NULL);
2864                 }
2865
2866                 /*
2867                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2868                  */
2869                 KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
2870                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2871                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2872
2873                 /*
2874                  * Make sure that B_INVAL buffers do not have a cached
2875                  * block number translation.
2876                  */
2877                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) && (bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET)) {
2878                         kprintf("Warning invalid buffer %p (vp %p loffset %lld)"
2879                                 " did not have cleared bio_offset cache\n",
2880                                 bp, vp, (long long)loffset);
2881                         clearbiocache(&bp->b_bio2);
2882                 }
2883
2884                 /*
2885                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2886                  * invalid.
2887                  */
2888                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2889                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2890                 bremfree(bp);
2891
2892                 /*
2893                  * Any size inconsistancy with a dirty buffer or a buffer
2894                  * with a softupdates dependancy must be resolved.  Resizing
2895                  * the buffer in such circumstances can lead to problems.
2896                  *
2897                  * Dirty or dependant buffers are written synchronously.
2898                  * Other types of buffers are simply released and
2899                  * reconstituted as they may be backed by valid, dirty VM
2900                  * pages (but not marked B_DELWRI).
2901                  *
2902                  * NFS NOTE: NFS buffers which straddle EOF are oddly-sized
2903                  * and may be left over from a prior truncation (and thus
2904                  * no longer represent the actual EOF point), so we
2905                  * definitely do not want to B_NOCACHE the backing store.
2906                  */
2907                 if (size != bp->b_bcount) {
2908                         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2909                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2910                                 bwrite(bp);
2911                         } else if (LIST_FIRST(&bp->b_dep)) {
2912                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2913                                 bwrite(bp);
2914                         } else {
2915                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2916                                 brelse(bp);
2917                         }
2918                         goto loop;
2919                 }
2920                 KKASSERT(size <= bp->b_kvasize);
2921                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET, 
2922                         ("getblk: no buffer offset"));
2923
2924                 /*
2925                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2926                  * be committed before we can return the buffer in
2927                  * order to prevent the caller from issuing a read
2928                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2929                  * it.
2930                  *
2931                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2932                  * operate properly either because they assume they
2933                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2934                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2935                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2936                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2937                  * preventing further loops.
2938                  *
2939                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2940                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2941                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2942                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2943                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2944                  * after the write.
2945                  *
2946                  * XXX Should this be B_RELBUF instead of B_NOCACHE?
2947                  *     I'm not even sure this state is still possible
2948                  *     now that getblk() writes out any dirty buffers
2949                  *     on size changes.
2950                  *
2951                  * We might be able to do something fancy, like setting
2952                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2953                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2954                  * confusing.  This is much easier.
2955                  */
2956
2957                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2958                         kprintf("getblk: Warning, bp %p loff=%jx DELWRI set "
2959                                 "and CACHE clear, b_flags %08x\n",
2960                                 bp, (uintmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags);
2961                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2962                         bwrite(bp);
2963                         goto loop;
2964                 }
2965         } else {
2966                 /*
2967                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2968                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2969                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2970                  *
2971                  * Calculating the offset for the I/O requires figuring out
2972                  * the block size.  We use DEV_BSIZE for VBLK or VCHR and
2973                  * the mount's f_iosize otherwise.  If the vnode does not
2974                  * have an associated mount we assume that the passed size is 
2975                  * the block size.  
2976                  *
2977                  * Note that vn_isdisk() cannot be used here since it may
2978                  * return a failure for numerous reasons.   Note that the
2979                  * buffer size may be larger then the block size (the caller
2980                  * will use block numbers with the proper multiple).  Beware
2981                  * of using any v_* fields which are part of unions.  In
2982                  * particular, in DragonFly the mount point overloading 
2983                  * mechanism uses the namecache only and the underlying
2984                  * directory vnode is not a special case.
2985                  */
2986                 int bsize, maxsize;
2987                 vm_object_t repurpose;
2988
2989                 if (vp->v_type == VBLK || vp->v_type == VCHR)
2990                         bsize = DEV_BSIZE;
2991                 else if (vp->v_mount)
2992                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2993                 else
2994                         bsize = size;
2995
2996                 maxsize = size + (loffset & PAGE_MASK);
2997                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2998                 repurpose = NULL;
2999
3000                 /*
3001                  * Allow repurposing.  The returned buffer may contain VM
3002                  * pages associated with its previous incarnation.  These
3003                  * pages must be repurposed for the new buffer (hopefully
3004                  * without disturbing the KVM mapping).
3005                  *
3006                  * WARNING!  If repurpose != NULL on return, the buffer will
3007                  *           still contain some data from its prior
3008                  *           incarnation.  We MUST properly dispose of this
3009                  *           data.
3010                  */
3011                 bp = getnewbuf(blkflags, slptimeo, size, maxsize, &repurpose);
3012                 if (bp == NULL) {
3013                         if (slpflags || slptimeo)
3014                                 return NULL;
3015                         goto loop;
3016                 }
3017
3018                 /*
3019                  * Atomically insert the buffer into the hash, so that it can
3020                  * be found by findblk().
3021                  *
3022                  * If bgetvp() returns non-zero a collision occured, and the
3023                  * bp will not be associated with the vnode.
3024                  *
3025                  * Make sure the translation layer has been cleared.
3026                  */
3027                 bp->b_loffset = loffset;
3028                 bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
3029                 /* bp->b_bio2.bio_next = NULL; */
3030
3031                 if (bgetvp(vp, bp, size)) {
3032                         if (repurpose) {
3033                                 bp->b_flags |= B_VMIO;
3034                                 repurposebuf(bp, 0);
3035                                 vm_object_drop(repurpose);
3036                         }
3037                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3038                         brelse(bp);
3039                         goto loop;
3040                 }
3041
3042                 /*
3043                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
3044                  */
3045                 KKASSERT(vp->v_object != NULL);
3046                 bp->b_flags |= B_VMIO;
3047                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3048
3049                 /*
3050                  * If we allowed repurposing of the buffer it will contain
3051                  * free-but-held vm_page's, already kmapped, that can be
3052                  * repurposed.  The repurposebuf() code handles reassigning
3053                  * those pages to the new (object, offsets) and dealing with
3054                  * the case where the pages already exist.
3055                  */
3056                 if (repurpose) {
3057                         repurposebuf(bp, size);
3058                         vm_object_drop(repurpose);
3059                 } else {
3060                         allocbuf(bp, size);
3061                 }
3062         }
3063         return (bp);
3064 }
3065
3066 /*
3067  * regetblk(bp)
3068  *
3069  * Reacquire a buffer that was previously released to the locked queue,
3070  * or reacquire a buffer which is interlocked by having bioops->io_deallocate
3071  * set B_LOCKED (which handles the acquisition race).
3072  *
3073  * To this end, either B_LOCKED must be set or the dependancy list must be
3074  * non-empty.
3075  */
3076 void
3077 regetblk(struct buf *bp)
3078 {
3079         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) || LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL);
3080         BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3081         bremfree(bp);
3082 }
3083
3084 /*
3085  * geteblk:
3086  *
3087  *      Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is
3088  *      initially set to B_INVAL.
3089  *
3090  *      critical section protection is not required for the allocbuf()
3091  *      call because races are impossible here.
3092  */
3093 struct buf *
3094 geteblk(int size)
3095 {
3096         struct buf *bp;
3097
3098         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, MAXBSIZE, NULL)) == NULL)
3099                 ;
3100         allocbuf(bp, size);
3101         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3102
3103         return (bp);
3104 }
3105
3106 /*
3107  * allocbuf:
3108  *
3109  *      This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3110  *      memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3111  *      VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3112  *      resize a buffer up or down.
3113  *
3114  *      Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3115  *      deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3116  *      There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3117  *      the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of
3118  *      data.
3119  *
3120  *      allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3121  *      B_CACHE for the non-VMIO case.
3122  *
3123  *      This routine does not need to be called from a critical section but you
3124  *      must own the buffer.
3125  */
3126 void
3127 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3128 {
3129         int newbsize, mbsize;
3130         int i;
3131
3132         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
3133                 panic("allocbuf: buffer not busy");
3134
3135         if (bp->b_kvasize < size)
3136                 panic("allocbuf: buffer too small");
3137
3138         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3139                 caddr_t origbuf;
3140                 int origbufsize;
3141                 /*
3142                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3143                  * mess with B_CACHE.
3144                  */
3145                 mbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
3146                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3147                         newbsize = mbsize;
3148                 else
3149                         newbsize = round_page(size);
3150
3151                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3152                         /*
3153                          * Malloced buffers are not shrunk
3154                          */
3155                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3156                                 if (newbsize) {
3157                                         bp->b_bcount = size;
3158                                 } else {
3159                                         kfree(bp->b_data, M_BIOBUF);
3160                                         if (bp->b_bufsize) {
3161                                                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, bp->b_bufsize);
3162                                                 bp->b_bufsize = 0;
3163                                                 bufspacewakeup();
3164                                         }
3165                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3166                                         bp->b_bcount = 0;
3167                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3168                                 }
3169                                 return;
3170                         }               
3171                         vm_hold_free_pages(
3172                             bp,
3173                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
3174                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
3175                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3176                         /*
3177                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3178                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3179                          * grows.
3180                          */
3181                         if ((bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3182                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3183                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3184
3185                                 bp->b_data = kmalloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3186                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3187                                 bp->b_bcount = size;
3188                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3189                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
3190                                 return;
3191                         }
3192                         origbuf = NULL;
3193                         origbufsize = 0;
3194                         /*
3195                          * If the buffer is growing on its other-than-first
3196                          * allocation, then we revert to the page-allocation
3197                          * scheme.
3198                          */
3199                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3200                                 origbuf = bp->b_data;
3201                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3202                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3203                                 if (bp->b_bufsize) {
3204                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
3205                                                              bp->b_bufsize);
3206                                         bp->b_bufsize = 0;
3207                                         bufspacewakeup();
3208                                 }
3209                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3210                                 newbsize = round_page(newbsize);
3211                         }
3212                         vm_hold_load_pages(
3213                             bp,
3214                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3215                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3216                         if (origbuf) {
3217                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3218                                 kfree(origbuf, M_BIOBUF);
3219                         }
3220                 }
3221         } else {
3222                 vm_page_t m;
3223                 int desiredpages;
3224
3225                 newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
3226                 desiredpages = ((int)(bp->b_loffset & PAGE_MASK) +
3227                                 newbsize + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
3228                 KKASSERT(desiredpages <= XIO_INTERNAL_PAGES);
3229
3230                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3231                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3232                 /*
3233                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3234                  * 0-length.
3235                  */
3236                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3237                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3238
3239                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3240                         /*
3241                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3242                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3243                          * if we have to remove any pages.
3244                          */
3245                         if (desiredpages < bp->b_xio.xio_npages) {
3246                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3247                                         /*
3248                                          * the page is not freed here -- it
3249                                          * is the responsibility of 
3250                                          * vnode_pager_setsize
3251                                          */
3252                                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3253                                         KASSERT(m != bogus_page,
3254                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3255                                         vm_page_busy_wait(m, TRUE, "biodep");
3256                                         bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3257                                         vm_page_unwire(m, 0);
3258                                         vm_page_wakeup(m);
3259                                 }
3260                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3261                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_xio.xio_npages - desiredpages));
3262                                 bp->b_xio.xio_npages = desiredpages;
3263                         }
3264                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3265                         /*
3266                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3267                          * byte-granular fashion.
3268                          */
3269                         struct vnode *vp;
3270                         vm_object_t obj;
3271                         vm_offset_t toff;
3272                         vm_offset_t tinc;
3273
3274                         /*
3275                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3276                          * allocating them if necessary.  We must clear
3277                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3278                          * range covered by the buffer.
3279                          */
3280                         vp = bp->b_vp;
3281                         obj = vp->v_object;
3282
3283                         vm_object_hold(obj);
3284                         while (bp->b_xio.xio_npages < desiredpages) {
3285                                 vm_page_t m;
3286                                 vm_pindex_t pi;
3287                                 int error;
3288
3289                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) +
3290                                      bp->b_xio.xio_npages;
3291
3292                                 /*
3293                                  * Blocking on m->busy might lead to a
3294                                  * deadlock:
3295                                  *
3296                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3297                                  */
3298                                 m = vm_page_lookup_busy_try(obj, pi, FALSE,
3299                                                             &error);
3300                                 if (error) {
3301                                         vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk");
3302                                         continue;
3303                                 }
3304                                 if (m == NULL) {
3305                                         /*
3306                                          * note: must allocate system pages
3307                                          * since blocking here could intefere
3308                                          * with paging I/O, no matter which
3309                                          * process we are.
3310                                          */
3311                                         m = bio_page_alloc(bp, obj, pi, desiredpages - bp->b_xio.xio_npages);
3312                                         if (m) {
3313                                                 vm_page_wire(m);
3314                                                 vm_page_wakeup(m);
3315                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3316                                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3317                                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3318                                         }
3319                                         continue;
3320                                 }
3321
3322                                 /*
3323                                  * We found a page and were able to busy it.
3324                                  */
3325                                 vm_page_wire(m);
3326                                 vm_page_wakeup(m);
3327                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3328                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3329                                 if (bp->b_act_count < m->act_count)
3330                                         bp->b_act_count = m->act_count;
3331                         }
3332                         vm_object_drop(obj);
3333
3334                         /*
3335                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3336                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3337                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3338                          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3339                          * aligned range ( newbsize ).
3340                          *
3341                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3342                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3343                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3344                          * fails with NFS if the server or some other client
3345                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3346                          * B_CACHE may remain set! XXX
3347                          */
3348
3349                         toff = bp->b_bcount;
3350                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_loffset + toff) & PAGE_MASK);
3351
3352                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3353                                 vm_pindex_t pi;
3354
3355                                 if (tinc > (size - toff))
3356                                         tinc = size - toff;
3357
3358                                 pi = ((bp->b_loffset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3359                                     PAGE_SHIFT;
3360
3361                                 vfs_buf_test_cache(
3362                                     bp, 
3363                                     bp->b_loffset,
3364                                     toff, 
3365                                     tinc, 
3366                                     bp->b_xio.xio_pages[pi]
3367                                 );
3368                                 toff += tinc;
3369                                 tinc = PAGE_SIZE;
3370                         }
3371
3372                         /*
3373                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3374                          * bp->b_data is relative to bp->b_loffset, but 
3375                          * bp->b_loffset may be offset into the first page.
3376                          */
3377                         bp->b_data = (caddr_t)
3378                                         trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3379                         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
3380                                     bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3381                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
3382                             (vm_offset_t)(bp->b_loffset & PAGE_MASK));
3383                 }
3384                 atomic_add_long(&bufspace, newbsize - bp->b_bufsize);
3385         }
3386
3387         /* adjust space use on already-dirty buffer */
3388         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3389                 /* dirtykvaspace unchanged */
3390                 atomic_add_long(&dirtybufspace, newbsize - bp->b_bufsize);
3391                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
3392                         atomic_add_long(&dirtybufspacehw,
3393                                         newbsize - bp->b_bufsize);
3394                 }
3395         }
3396         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3397         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3398         bufspacewakeup();
3399 }
3400
3401 /*
3402  * repurposebuf() (VMIO only)
3403  *
3404  * This performs a function similar to allocbuf() but the passed-in buffer
3405  * may contain some detrius from its previous incarnation in the form of
3406  * the page array.  We try to repurpose the underlying pages.
3407  *
3408  * This code is nominally called to recycle buffer cache buffers AND (if
3409  * they are clean) to also recycle their underlying pages.  We currently
3410  * can only recycle unmapped, clean pages.  The code is called when buffer
3411  * cache 'newbuf' bandwidth exceeds (bufrate_cache) bytes per second.
3412  */
3413 static
3414 void
3415 repurposebuf(struct buf *bp, int size)
3416 {
3417         int newbsize;
3418         int desiredpages;
3419         vm_offset_t toff;
3420         vm_offset_t tinc;
3421         vm_object_t obj;
3422         vm_page_t m;
3423         int i;
3424         int must_reenter = 0;
3425         long deaccumulate = 0;
3426
3427
3428         KKASSERT((bp->b_flags & (B_VMIO | B_DELWRI | B_MALLOC)) == B_VMIO);
3429         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
3430                 panic("repurposebuf: buffer not busy");
3431
3432         if (bp->b_kvasize < size)
3433                 panic("repurposebuf: buffer too small");
3434
3435         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
3436         desiredpages = ((int)(bp->b_loffset & PAGE_MASK) +
3437                         newbsize + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
3438         KKASSERT(desiredpages <= XIO_INTERNAL_PAGES);
3439
3440         /*
3441          * Buffer starts out 0-length with B_CACHE set.  We will clear
3442          * As we check the backing store we will clear B_CACHE if necessary.
3443          */
3444         atomic_add_long(&bufspace, newbsize - bp->b_bufsize);
3445         bp->b_bufsize = 0;
3446         bp->b_bcount = 0;
3447         bp->b_flags |= B_CACHE;
3448
3449         if (desiredpages) {
3450                 obj = bp->b_vp->v_object;
3451                 vm_object_hold(obj);
3452         } else {
3453                 obj = NULL;
3454         }
3455
3456         /*
3457          * Step 1, bring in the VM pages from the object, repurposing or
3458          * allocating them if necessary.  We must clear B_CACHE if these
3459          * pages are not valid for the range covered by the buffer.
3460          *
3461          * We are growing the buffer, possibly in a byte-granular fashion.
3462          */
3463         for (i = 0; i < desiredpages; ++i) {
3464                 vm_pindex_t pi;
3465                 int error;
3466                 int iswired;
3467
3468                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + i;
3469
3470                 /*
3471                  * Blocking on m->busy might lead to a
3472                  * deadlock:
3473                  *
3474                  * vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3475                  */
3476                 m = (i < bp->b_xio.xio_npages) ? bp->b_xio.xio_pages[i] : NULL;
3477                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3478                 KASSERT(m != bogus_page, ("repurposebuf: bogus page found"));
3479                 m = vm_page_repurpose(obj, pi, FALSE, &error, m,
3480                                       &must_reenter, &iswired);
3481
3482                 if (error) {
3483                         vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk");
3484                         --i;            /* retry */
3485                         continue;
3486                 }
3487                 if (m == NULL) {
3488                         /*
3489                          * note: must allocate system pages
3490                          * since blocking here could intefere
3491                          * with paging I/O, no matter which
3492                          * process we are.
3493                          */
3494                         must_reenter = 1;
3495                         m = bio_page_alloc(bp, obj, pi, desiredpages - i);
3496                         if (m) {
3497                                 vm_page_wire(m);
3498                                 vm_page_wakeup(m);
3499                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3500                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3501                                 if (m->valid)
3502                                         deaccumulate += PAGE_SIZE;
3503                         } else {
3504                                 --i;    /* retry */
3505                         }
3506                         continue;
3507                 }
3508                 if (m->valid)
3509                         deaccumulate += PAGE_SIZE;
3510
3511                 /*
3512                  * We found a page and were able to busy it.
3513                  */
3514                 if (!iswired)
3515                         vm_page_wire(m);
3516                 vm_page_wakeup(m);
3517                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3518                 if (bp->b_act_count < m->act_count)
3519                         bp->b_act_count = m->act_count;
3520         }
3521         if (desiredpages)
3522                 vm_object_drop(obj);
3523
3524         /*
3525          * Even though its a new buffer, any pages already in the VM
3526          * page cache should not count towards I/O bandwidth.
3527          */
3528         if (deaccumulate)
3529                 atomic_add_long(&bufcache_bw_accum, -deaccumulate);
3530
3531         /*
3532          * Clean-up any loose pages.
3533          */
3534         while (i < bp->b_xio.xio_npages) {
3535                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3536                 KASSERT(m != bogus_page, ("repurposebuf: bogus page found"));
3537                 vm_page_busy_wait(m, TRUE, "biodep");
3538                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3539                 vm_page_unwire(m, 0);
3540                 vm_page_wakeup(m);
3541                 ++i;
3542         }
3543         if (desiredpages < bp->b_xio.xio_npages) {
3544                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3545                              (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3546                              (bp->b_xio.xio_npages - desiredpages));
3547         }
3548         bp->b_xio.xio_npages = desiredpages;
3549
3550         /*
3551          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3552          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3553          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3554          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3555          * aligned range ( newbsize ).
3556          *
3557          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3558          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3559          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3560          * fails with NFS if the server or some other client
3561          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized,
3562          * B_CACHE may remain set! XXX
3563          */
3564         toff = bp->b_bcount;
3565         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_loffset + toff) & PAGE_MASK);
3566
3567         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3568                 vm_pindex_t pi;
3569
3570                 if (tinc > (size - toff))
3571                         tinc = size - toff;
3572
3573                 pi = ((bp->b_loffset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3574
3575                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_loffset, toff,
3576                                    tinc, bp->b_xio.xio_pages[pi]);
3577                 toff += tinc;
3578                 tinc = PAGE_SIZE;
3579         }
3580
3581         /*
3582          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3583          * bp->b_data is relative to bp->b_loffset, but
3584          * bp->b_loffset may be offset into the first page.
3585          */
3586         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3587         if (must_reenter) {
3588                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
3589                             bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3590         } else {
3591                 atomic_add_long(&repurposedspace, newbsize);
3592         }
3593         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
3594                      (vm_offset_t)(bp->b_loffset & PAGE_MASK));
3595
3596         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3597                 bufspacewakeup();
3598         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3599         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3600 }
3601
3602 /*
3603  * biowait:
3604  *
3605  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status. B_EINTR
3606  *      is converted into an EINTR error but not cleared (since a chain
3607  *      of biowait() calls may occur).
3608  *
3609  *      On return bpdone() will have been called but the buffer will remain
3610  *      locked and will not have been brelse()'d.
3611  *
3612  *      NOTE!  If a timeout is specified and ETIMEDOUT occurs the I/O is
3613  *      likely still in progress on return.
3614  *
3615  *      NOTE!  This operation is on a BIO, not a BUF.
3616  *
3617  *      NOTE!  BIO_DONE is cleared by vn_strategy()
3618  */
3619 static __inline int
3620 _biowait(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3621 {
3622         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3623         u_int32_t flags;
3624         u_int32_t nflags;
3625         int error;
3626
3627         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3628         for (;;) {
3629                 flags = bio->bio_flags;
3630                 if (flags & BIO_DONE)
3631                         break;
3632                 nflags = flags | BIO_WANT;
3633                 tsleep_interlock(bio, 0);
3634                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3635                         if (wmesg)
3636                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, wmesg, to);
3637                         else if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3638                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biord", to);
3639                         else
3640                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biowr", to);
3641                         if (error) {
3642                                 kprintf("tsleep error biowait %d\n", error);
3643                                 return (error);
3644                         }
3645                 }
3646         }
3647
3648         /*
3649          * Finish up.
3650          */
3651         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3652         bio->bio_flags &= ~(BIO_DONE | BIO_SYNC);
3653         if (bp->b_flags & B_EINTR)
3654                 return (EINTR);
3655         if (bp->b_flags & B_ERROR)
3656                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3657         return (0);
3658 }
3659
3660 int
3661 biowait(struct bio *bio, const char *wmesg)
3662 {
3663         return(_biowait(bio, wmesg, 0));
3664 }
3665
3666 int
3667 biowait_timeout(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3668 {
3669         return(_biowait(bio, wmesg, to));
3670 }
3671
3672 /*
3673  * This associates a tracking count with an I/O.  vn_strategy() and
3674  * dev_dstrategy() do this automatically but there are a few cases
3675  * where a vnode or device layer is bypassed when a block translation
3676  * is cached.  In such cases bio_start_transaction() may be called on
3677  * the bypassed layers so the system gets an I/O in progress indication 
3678  * for those higher layers.
3679  */
3680 void
3681 bio_start_transaction(struct bio *bio, struct bio_track *track)
3682 {
3683         bio->bio_track = track;
3684         bio_track_ref(track);
3685         dsched_buf_enter(bio->bio_buf); /* might stack */
3686 }
3687
3688 /*
3689  * Initiate I/O on a vnode.
3690  *
3691  * SWAPCACHE OPERATION:
3692  *
3693  *      Real buffer cache buffers have a non-NULL bp->b_vp.  Unfortunately
3694  *      devfs also uses b_vp for fake buffers so we also have to check
3695  *      that B_PAGING is 0.  In this case the passed 'vp' is probably the
3696  *      underlying block device.  The swap assignments are related to the
3697  *      buffer cache buffer's b_vp, not the passed vp.
3698  *
3699  *      The passed vp == bp->b_vp only in the case where the strategy call
3700  *      is made on the vp itself for its own buffers (a regular file or
3701  *      block device vp).  The filesystem usually then re-calls vn_strategy()
3702  *      after translating the request to an underlying device.
3703  *
3704  *      Cluster buffers set B_CLUSTER and the passed vp is the vp of the
3705  *      underlying buffer cache buffers.
3706  *
3707  *      We can only deal with page-aligned buffers at the moment, because
3708  *      we can't tell what the real dirty state for pages straddling a buffer
3709  *      are.
3710  *
3711  *      In order to call swap_pager_strategy() we must provide the VM object
3712  *      and base offset for the underlying buffer cache pages so it can find
3713  *      the swap blocks.
3714  */
3715 void
3716 vn_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3717 {
3718         struct bio_track *track;
3719         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3720
3721         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3722
3723         /*
3724          * Set when an I/O is issued on the bp.  Cleared by consumers
3725          * (aka HAMMER), allowing the consumer to determine if I/O had
3726          * actually occurred.
3727          */
3728         bp->b_flags |= B_IOISSUED;
3729
3730         /*
3731          * Handle the swap cache intercept.
3732          */
3733         if (vn_cache_strategy(vp, bio))
3734                 return;
3735
3736         /*
3737          * Otherwise do the operation through the filesystem
3738          */
3739         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3740                 track = &vp->v_track_read;
3741         else
3742                 track = &vp->v_track_write;
3743         KKASSERT((bio->bio_flags & BIO_DONE) == 0);
3744         bio->bio_track = track;
3745         bio_track_ref(track);
3746         dsched_buf_enter(bp);   /* might stack */
3747         vop_strategy(*vp->v_ops, vp, bio);
3748 }
3749
3750 static void vn_cache_strategy_callback(struct bio *bio);
3751
3752 int
3753 vn_cache_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3754 {
3755         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3756         struct bio *nbio;
3757         vm_object_t object;
3758         vm_page_t m;
3759         int i;
3760
3761         /*
3762          * Stop using swapcache if paniced, dumping, or dumped
3763          */
3764         if (panicstr || dumping)
3765                 return(0);
3766
3767         /*
3768          * Is this buffer cache buffer suitable for reading from
3769          * the swap cache?
3770          */
3771         if (vm_swapcache_read_enable == 0 ||
3772             bp->b_cmd != BUF_CMD_READ ||
3773             ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0 &&
3774              (bp->b_vp == NULL || (bp->b_flags & B_PAGING))) ||
3775             ((int)bp->b_loffset & PAGE_MASK) != 0 ||
3776             (bp->b_bcount & PAGE_MASK) != 0) {
3777                 return(0);
3778         }
3779
3780         /*
3781          * Figure out the original VM object (it will match the underlying
3782          * VM pages).  Note that swap cached data uses page indices relative
3783          * to that object, not relative to bio->bio_offset.
3784          */
3785         if (bp->b_flags & B_CLUSTER)
3786                 object = vp->v_object;
3787         else
3788                 object = bp->b_vp->v_object;
3789
3790         /*
3791          * In order to be able to use the swap cache all underlying VM
3792          * pages must be marked as such, and we can't have any bogus pages.
3793          */
3794         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
3795                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3796                 if ((m->flags & PG_SWAPPED) == 0)
3797                         break;
3798                 if (m == bogus_page)
3799                         break;
3800         }
3801
3802         /*
3803          * If we are good then issue the I/O using swap_pager_strategy().
3804          *
3805          * We can only do this if the buffer actually supports object-backed
3806          * I/O.  If it doesn't npages will be 0.
3807          */
3808         if (i && i == bp->b_xio.xio_npages) {
3809                 m = bp->b_xio.xio_pages[0];
3810                 nbio = push_bio(bio);
3811                 nbio->bio_done = vn_cache_strategy_callback;
3812                 nbio->bio_offset = ptoa(m->pindex);
3813                 KKASSERT(m->object == object);
3814                 swap_pager_strategy(object, nbio);
3815                 return(1);
3816         }
3817         return(0);
3818 }
3819
3820 /*
3821  * This is a bit of a hack but since the vn_cache_strategy() function can
3822  * override a VFS's strategy function we must make sure that the bio, which
3823  * is probably bio2, doesn't leak an unexpected offset value back to the
3824  * filesystem.  The filesystem (e.g. UFS) might otherwise assume that the
3825  * bio went through its own file strategy function and the the bio2 offset
3826  * is a cached disk offset when, in fact, it isn't.
3827  */
3828 static void
3829 vn_cache_strategy_callback(struct bio *bio)
3830 {
3831         bio->bio_offset = NOOFFSET;
3832         biodone(pop_bio(bio));
3833 }
3834
3835 /*
3836  * bpdone:
3837  *
3838  *      Finish I/O on a buffer after all BIOs have been processed.
3839  *      Called when the bio chain is exhausted or by biowait.  If called
3840  *      by biowait, elseit is typically 0.
3841  *
3842  *      bpdone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3843  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3844  *      assuming B_INVAL is clear.
3845  *
3846  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3847  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3848  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3849  *
3850  *      bpdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3851  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3852  *      in the biodone routine.
3853  *
3854  *      bpdone is responsible for calling bundirty() on the buffer after a
3855  *      successful write.  We previously did this prior to initiating the
3856  *      write under the assumption that the buffer might be dirtied again
3857  *      while the write was in progress, however doing it before-hand creates
3858  *      a race condition prior to the call to vn_strategy() where the
3859  *      filesystem may not be aware that a dirty buffer is present.
3860  *      It should not be possible for the buffer or its underlying pages to
3861  *      be redirtied prior to bpdone()'s unbusying of the underlying VM
3862  *      pages.
3863  */
3864 void
3865 bpdone(struct buf *bp, int elseit)
3866 {
3867         buf_cmd_t cmd;
3868
3869         KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) > 0, 
3870                 ("bpdone: bp %p not busy %d", bp, BUF_REFCNTNB(bp)));
3871         KASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE, 
3872                 ("bpdone: bp %p already done!", bp));
3873
3874         /*
3875          * No more BIOs are left.  All completion functions have been dealt
3876          * with, now we clean up the buffer.
3877          */
3878         cmd = bp->b_cmd;
3879         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
3880
3881         /*
3882          * Only reads and writes are processed past this point.
3883          */
3884         if (cmd != BUF_CMD_READ && cmd != BUF_CMD_WRITE) {
3885                 if (cmd == BUF_CMD_FREEBLKS)
3886                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3887                 if (elseit)
3888                         brelse(bp);
3889                 return;
3890         }
3891
3892         /*
3893          * A failed write must re-dirty the buffer unless B_INVAL
3894          * was set.
3895          *
3896          * A successful write must clear the dirty flag.  This is done after
3897          * the write to ensure that the buffer remains on the vnode's dirty
3898          * list for filesystem interlocks / checks until the write is actually
3899          * complete.  HAMMER2 is sensitive to this issue.
3900          *
3901          * Only applicable to normal buffers (with VPs).  vinum buffers may
3902          * not have a vp.
3903          *
3904          * Must be done prior to calling buf_complete() as the callback might
3905          * re-dirty the buffer.
3906          */
3907         if (cmd == BUF_CMD_WRITE) {
3908                 if ((bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL)) == B_ERROR) {
3909                         bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
3910                         if (bp->b_vp)
3911                                 bdirty(bp);
3912                 } else {
3913                         if (bp->b_vp)
3914                                 bundirty(bp);
3915                 }
3916         }
3917
3918         /*
3919          * Warning: softupdates may re-dirty the buffer, and HAMMER can do
3920          * a lot worse.  XXX - move this above the clearing of b_cmd
3921          */
3922         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
3923                 buf_complete(bp);
3924
3925         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3926                 int i;
3927                 vm_ooffset_t foff;
3928                 vm_page_t m;
3929                 vm_object_t obj;
3930                 int iosize;
3931                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3932
3933                 obj = vp->v_object;
3934
3935 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3936                 if (vp->v_auxrefs == 0)
3937                         panic("bpdone: zero vnode hold count");
3938                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
3939                         panic("bpdone: vnode is not setup for merged cache");
3940 #endif
3941
3942                 foff = bp->b_loffset;
3943                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("bpdone: no buffer offset"));
3944                 KASSERT(obj != NULL, ("bpdone: missing VM object"));
3945
3946 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3947                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_xio.xio_npages) {
3948                         kprintf("bpdone: paging in progress(%d) < "
3949                                 "bp->b_xio.xio_npages(%d)\n",
3950                                 obj->paging_in_progress,
3951                                 bp->b_xio.xio_npages);
3952                 }
3953 #endif
3954
3955                 /*
3956                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3957                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3958                  * routines.
3959                  */
3960                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3961                 if (cmd == BUF_CMD_READ &&
3962                     (bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE|B_ERROR)) == 0) {
3963                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3964                 }
3965
3966                 vm_object_hold(obj);
3967                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3968                         int resid;
3969                         int isbogus;
3970
3971                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3972                         if (resid > iosize)
3973                                 resid = iosize;
3974
3975                         /*
3976                          * cleanup bogus pages, restoring the originals.  Since
3977                          * the originals should still be wired, we don't have
3978                          * to worry about interrupt/freeing races destroying
3979                          * the VM object association.
3980                          */
3981                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3982                         if (m == bogus_page) {
3983                                 if ((bp->b_flags & B_HASBOGUS) == 0)
3984                                         panic("bpdone: bp %p corrupt bogus", bp);
3985                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3986                                 if (m == NULL)
3987                                         panic("bpdone: page disappeared");
3988                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3989                                 isbogus = 1;
3990                         } else {
3991                                 isbogus = 0;
3992                         }
3993 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3994                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3995                                 kprintf("bpdone: foff(%lu)/m->pindex(%ld) "
3996                                         "mismatch\n",
3997                                         (unsigned long)foff, (long)m->pindex);
3998                         }
3999 #endif
4000
4001                         /*
4002                          * In the write case, the valid and clean bits are
4003                          * already changed correctly (see bdwrite()), so we
4004                          * only need to do this here in the read case.
4005                          */
4006                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "bpdpgw");
4007                         if (cmd == BUF_CMD_READ && isbogus == 0 && resid > 0)
4008                                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
4009
4010                         /*
4011                          * when debugging new filesystems or buffer I/O
4012                          * methods, this is the most common error that pops
4013                          * up.  if you see this, you have not set the page
4014                          * busy flag correctly!!!
4015                          */
4016                         if (m->busy == 0) {
4017                                 kprintf("bpdone: page busy < 0, "
4018                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
4019                                     "resid: %d, index: %d\n",
4020                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
4021                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
4022                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
4023                                         kprintf(" iosize: %ld, loffset: %lld, "
4024                                                 "flags: 0x%08x, npages: %d\n",
4025                                             bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
4026                                             (long long)bp->b_loffset,
4027                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
4028                                 else
4029                                         kprintf(" VDEV, loffset: %lld, flags: 0x%08x, npages: %d\n",
4030                                             (long long)bp->b_loffset,
4031                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
4032                                 kprintf(" valid: 0x%x, dirty: 0x%x, "
4033                                         "wired: %d\n",
4034                                         m->valid, m->dirty,
4035                                         m->wire_count);
4036                                 panic("bpdone: page busy < 0");
4037                         }
4038                         vm_page_io_finish(m);
4039                         vm_page_wakeup(m);
4040                         vm_object_pip_wakeup(obj);
4041                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4042                         iosize -= resid;
4043                 }
4044                 if (bp->b_flags & B_HASBOGUS) {
4045                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4046                                     bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
4047                         bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
4048                 }
4049                 vm_object_drop(obj);
4050         }
4051
4052         /*
4053          * Finish up by releasing the buffer.  There are no more synchronous
4054          * or asynchronous completions, those were handled by bio_done
4055          * callbacks.
4056          */
4057         if (elseit) {
4058                 if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_INVAL|B_ERROR|B_RELBUF))
4059                         brelse(bp);
4060                 else
4061                         bqrelse(bp);
4062         }
4063 }
4064
4065 /*
4066  * Normal biodone.
4067  */
4068 void
4069 biodone(struct bio *bio)
4070 {
4071         struct buf *bp = bio->bio_buf;
4072
4073         runningbufwakeup(bp);
4074
4075         /*
4076          * Run up the chain of BIO's.   Leave b_cmd intact for the duration.
4077          */
4078         while (bio) {
4079                 biodone_t *done_func;
4080                 struct bio_track *track;
4081
4082                 /*
4083                  * BIO tracking.  Most but not all BIOs are tracked.
4084                  */
4085                 if ((track = bio->bio_track) != NULL) {
4086                         bio_track_rel(track);
4087                         bio->bio_track = NULL;
4088                 }
4089
4090                 /*
4091                  * A bio_done function terminates the loop.  The function
4092                  * will be responsible for any further chaining and/or
4093                  * buffer management.
4094                  *
4095                  * WARNING!  The done function can deallocate the buffer!
4096                  */
4097                 if ((done_func = bio->bio_done) != NULL) {
4098                         bio->bio_done = NULL;
4099                         done_func(bio);
4100                         return;
4101                 }
4102                 bio = bio->bio_prev;
4103         }
4104
4105         /*
4106          * If we've run out of bio's do normal [a]synchronous completion.
4107          */
4108         bpdone(bp, 1);
4109 }
4110
4111 /*
4112  * Synchronous biodone - this terminates a synchronous BIO.
4113  *
4114  * bpdone() is called with elseit=FALSE, leaving the buffer completed
4115  * but still locked.  The caller must brelse() the buffer after waiting
4116  * for completion.
4117  */
4118 void
4119 biodone_sync(struct bio *bio)
4120 {
4121         struct buf *bp = bio->bio_buf;
4122         int flags;
4123         int nflags;
4124
4125         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
4126         bpdone(bp, 0);
4127
4128         for (;;) {
4129                 flags = bio->bio_flags;
4130                 nflags = (flags | BIO_DONE) & ~BIO_WANT;
4131
4132                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
4133                         if (flags & BIO_WANT)
4134                                 wakeup(bio);
4135                         break;
4136                 }
4137         }
4138 }
4139
4140 /*
4141  * vfs_unbusy_pages:
4142  *
4143  *      This routine is called in lieu of iodone in the case of
4144  *      incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4145  *      consistant.
4146  */
4147 void
4148 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4149 {
4150         int i;
4151
4152         runningbufwakeup(bp);
4153
4154         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4155                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
4156                 vm_object_t obj;
4157
4158                 obj = vp->v_object;
4159                 vm_object_hold(obj);
4160
4161                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4162                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4163
4164                         /*
4165                          * When restoring bogus changes the original pages
4166                          * should still be wired, so we are in no danger of
4167                          * losing the object association and do not need
4168                          * critical section protection particularly.
4169                          */
4170                         if (m == bogus_page) {
4171                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + i);
4172                                 if (!m) {
4173                                         panic("vfs_unbusy_pages: page missing");
4174                                 }
4175                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
4176                         }
4177                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "bpdpgw");
4178                         vm_page_io_finish(m);
4179                         vm_page_wakeup(m);
4180                         vm_object_pip_wakeup(obj);
4181                 }
4182                 if (bp->b_flags & B_HASBOGUS) {
4183                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4184                                     bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
4185                         bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
4186                 }
4187                 vm_object_drop(obj);
4188         }
4189 }
4190
4191 /*
4192  * vfs_busy_pages:
4193  *
4194  *      This routine is called before a device strategy routine.
4195  *      It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4196  *      progress, and treat the pages associated with the buffer
4197  *      almost as being PG_BUSY.  Also the object 'paging_in_progress'
4198  *      flag is handled to make sure that the object doesn't become
4199  *      inconsistant.
4200  *
4201  *      Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4202  *      such as B_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
4203  *      and should be ignored.
4204  */
4205 void
4206 vfs_busy_pages(struct vnode *vp, struct buf *bp)
4207 {
4208         int i, bogus;
4209         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
4210
4211         /*
4212          * The buffer's I/O command must already be set.  If reading,
4213          * B_CACHE must be 0 (double check against callers only doing
4214          * I/O when B_CACHE is 0).
4215          */
4216         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
4217         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_WRITE || (bp->b_flags & B_CACHE) == 0);
4218
4219         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4220                 vm_object_t obj;
4221
4222                 obj = vp->v_object;
4223                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
4224                         ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4225
4226                 /*
4227                  * Busy all the pages.  We have to busy them all at once
4228                  * to avoid deadlocks.
4229                  */
4230 retry:
4231                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4232                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4233
4234                         if (vm_page_busy_try(m, FALSE)) {
4235                                 vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "vbpage");
4236                                 while (--i >= 0)
4237                                         vm_page_wakeup(bp->b_xio.xio_pages[i]);
4238                                 goto retry;
4239                         }
4240                 }
4241
4242                 /*
4243                  * Setup for I/O, soft-busy the page right now because
4244                  * the next loop may block.
4245                  */
4246                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4247                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4248
4249                         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4250                                 vm_object_pip_add(obj, 1);
4251                                 vm_page_io_start(m);
4252                         }
4253                 }
4254
4255                 /*
4256                  * Adjust protections for I/O and do bogus-page mapping.
4257                  * Assume that vm_page_protect() can block (it can block
4258                  * if VM_PROT_NONE, don't take any chances regardless).
4259                  *
4260                  * In particular note that for writes we must incorporate
4261                  * page dirtyness from the VM system into the buffer's
4262                  * dirty range.
4263                  *
4264                  * For reads we theoretically must incorporate page dirtyness
4265                  * from the VM system to determine if the page needs bogus
4266                  * replacement, but we shortcut the test by simply checking
4267                  * that all m->valid bits are set, indicating that the page
4268                  * is fully valid and does not need to be re-read.  For any
4269                  * VM system dirtyness the page will also be fully valid
4270                  * since it was mapped at one point.
4271                  */
4272                 bogus = 0;
4273                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4274                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4275
4276                         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_WRITE) {
4277                                 /*
4278                                  * When readying a vnode-backed buffer for
4279                                  * a write we must zero-fill any invalid
4280                                  * portions of the backing VM pages, mark
4281                                  * it valid and clear related dirty bits.
4282                                  *
4283                                  * vfs_clean_one_page() incorporates any
4284                                  * VM dirtyness and updates the b_dirtyoff
4285                                  * range (after we've made the page RO).
4286                                  *
4287                                  * It is also expected that the pmap modified
4288                                  * bit has already been cleared by the
4289                                  * vm_page_protect().  We may not be able
4290                                  * to clear all dirty bits for a page if it
4291                                  * was also memory mapped (NFS).
4292                                  *
4293                                  * Finally be sure to unassign any swap-cache
4294                                  * backing store as it is now stale.
4295                                  */
4296                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
4297                                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
4298                                 swap_pager_unswapped(m);
4299                         } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
4300                                 /*
4301                                  * When readying a vnode-backed buffer for
4302                                  * read we must replace any dirty pages with
4303                                  * a bogus page so dirty data is not destroyed
4304                                  * when filling gaps.
4305                                  *
4306                                  * To avoid testing whether the page is
4307                                  * dirty we instead test that the page was
4308                                  * at some point mapped (m->valid fully
4309                                  * valid) with the understanding that
4310                                  * this also covers the dirty case.
4311                                  */
4312                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = bogus_page;
4313                                 bp->b_flags |= B_HASBOGUS;
4314                                 bogus++;
4315                         } else if (m->valid & m->dirty) {
4316                                 /*
4317                                  * This case should not occur as partial
4318                                  * dirtyment can only happen if the buffer
4319                                  * is B_CACHE, and this code is not entered
4320                                  * if the buffer is B_CACHE.
4321                                  */
4322                                 kprintf("Warning: vfs_busy_pages - page not "
4323                                         "fully valid! loff=%jx bpf=%08x "
4324                                         "idx=%d val=%02x dir=%02x\n",
4325                                         (uintmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags,
4326                                         i, m->valid, m->dirty);
4327                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
4328                         } else {
4329                                 /*
4330                                  * The page is not valid and can be made
4331                                  * part of the read.
4332                                  */
4333                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
4334                         }
4335                         vm_page_wakeup(m);
4336                 }
4337                 if (bogus) {
4338                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4339                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
4340                 }
4341         }
4342
4343         /*
4344          * This is the easiest place to put the process accounting for the I/O
4345          * for now.
4346          */
4347         if (lp != NULL) {
4348                 if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
4349                         lp->lwp_ru.ru_inblock++;
4350                 else
4351                         lp->lwp_ru.ru_oublock++;
4352         }
4353 }
4354
4355 /*
4356  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
4357  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
4358  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
4359  *
4360  * NOTE: While we only really need to clean through to b_bcount, we
4361  *       just go ahead and clean through to b_bufsize.
4362  */
4363 static void
4364 vfs_clean_pages(struct buf *bp)
4365 {
4366         vm_page_t m;
4367         int i;
4368
4369         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
4370                 return;
4371
4372         KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
4373                 ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
4374
4375         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4376                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4377                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
4378         }
4379 }
4380
4381 /*
4382  * vfs_clean_one_page:
4383  *
4384  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page within a
4385  *      buffer.  The range is restricted to the buffer's size and the
4386  *      buffer's logical offset might index into the first page.
4387  *
4388  *      The caller has busied or soft-busied the page and it is not mapped,
4389  *      test and incorporate the dirty bits into b_dirtyoff/end before
4390  *      clearing them.  Note that we need to clear the pmap modified bits
4391  *      after determining the the page was dirty, vm_page_set_validclean()
4392  *      does not do it for us.
4393  *
4394  *      This routine is typically called after a read completes (dirty should
4395  *      be zero in that case as we are not called on bogus-replace pages),
4396  *      or before a write is initiated.
4397  */
4398 static void
4399 vfs_clean_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m)
4400 {
4401         int bcount;
4402         int xoff;
4403         int soff;
4404         int eoff;
4405
4406         /*
4407          * Calculate offset range within the page but relative to buffer's
4408          * loffset.  loffset might be offset into the first page.
4409          */
4410         xoff = (int)bp->b_loffset & PAGE_MASK;  /* loffset offset into pg 0 */
4411         bcount = bp->b_bcount + xoff;           /* offset adjusted */
4412
4413         if (pageno == 0) {
4414                 soff = xoff;
4415                 eoff = PAGE_SIZE;
4416         } else {
4417                 soff = (pageno << PAGE_SHIFT);
4418                 eoff = soff + PAGE_SIZE;
4419         }
4420         if (eoff > bcount)
4421                 eoff = bcount;
4422         if (soff >= eoff)
4423                 return;
4424
4425         /*
4426          * Test dirty bits and adjust b_dirtyoff/end.
4427          *
4428          * If dirty pages are incorporated into the bp any prior
4429          * B_NEEDCOMMIT state (NFS) must be cleared because the
4430          * caller has not taken into account the new dirty data.
4431          *
4432          * If the page was memory mapped the dirty bits might go beyond the
4433          * end of the buffer, but we can't really make the assumption that
4434          * a file EOF straddles the buffer (even though this is the case for
4435          * NFS if B_NEEDCOMMIT is also set).  So for the purposes of clearing
4436          * B_NEEDCOMMIT we only test the dirty bits covered by the buffer.
4437          * This also saves some console spam.
4438          *
4439          * When clearing B_NEEDCOMMIT we must also clear B_CLUSTEROK,
4440          * NFS can handle huge commits but not huge writes.
4441          */
4442         vm_page_test_dirty(m);
4443         if (m->dirty) {
4444                 if ((bp->b_flags & B_NEEDCOMMIT) &&
4445                     (m->dirty & vm_page_bits(soff & PAGE_MASK, eoff - soff))) {
4446                         if (debug_commit)
4447                                 kprintf("Warning: vfs_clean_one_page: bp %p "
4448                                     "loff=%jx,%d flgs=%08x clr B_NEEDCOMMIT"
4449                                     " cmd %d vd %02x/%02x x/s/e %d %d %d "
4450                                     "doff/end %d %d\n",
4451                                     bp, (uintmax_t)bp->b_loffset, bp->b_bcount,
4452                                     bp->b_flags, bp->b_cmd,
4453                                     m->valid, m->dirty, xoff, soff, eoff,
4454                                     bp->b_dirtyoff, bp->b_dirtyend);
4455                         bp->b_flags &= ~(B_NEEDCOMMIT | B_CLUSTEROK);
4456                         if (debug_commit)
4457                                 print_backtrace(-1);
4458                 }
4459                 /*
4460                  * Only clear the pmap modified bits if ALL the dirty bits
4461                  * are set, otherwise the system might mis-clear portions
4462                  * of a page.
4463                  */
4464                 if (m->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4465                     (bp->b_flags & B_NEEDCOMMIT) == 0) {
4466                         pmap_clear_modify(m);
4467                 }
4468                 if (bp->b_dirtyoff > soff - xoff)
4469                         bp->b_dirtyoff = soff - xoff;
4470                 if (bp->b_dirtyend < eoff - xoff)
4471                         bp->b_dirtyend = eoff - xoff;
4472         }
4473
4474         /*
4475          * Set related valid bits, clear related dirty bits.
4476          * Does not mess with the pmap modified bit.
4477          *
4478          * WARNING!  We cannot just clear all of m->dirty here as the
4479          *           buffer cache buffers may use a DEV_BSIZE'd aligned
4480          *           block size, or have an odd size (e.g. NFS at file EOF).
4481          *           The putpages code can clear m->dirty to 0.
4482          *
4483          *           If a VOP_WRITE generates a buffer cache buffer which
4484          *           covers the same space as mapped writable pages the
4485          *           buffer flush might not be able to clear all the dirty
4486          *           bits and still require a putpages from the VM system
4487          *           to finish it off.
4488          *
4489          * WARNING!  vm_page_set_validclean() currently assumes vm_token
4490          *           is held.  The page might not be busied (bdwrite() case).
4491          *           XXX remove this comment once we've validated that this
4492          *           is no longer an issue.
4493          */
4494         vm_page_set_validclean(m, soff & PAGE_MASK, eoff - soff);
4495 }
4496
4497 #if 0
4498 /*
4499  * Similar to vfs_clean_one_page() but sets the bits to valid and dirty.
4500  * The page data is assumed to be valid (there is no zeroing here).
4501  */
4502 static void
4503 vfs_dirty_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m)
4504 {
4505         int bcount;
4506         int xoff;
4507         int soff;
4508         int eoff;
4509
4510         /*
4511          * Calculate offset range within the page but relative to buffer's
4512          * loffset.  loffset might be offset into the first page.
4513          */
4514         xoff = (int)bp->b_loffset & PAGE_MASK;  /* loffset offset into pg 0 */
4515         bcount = bp->b_bcount + xoff;           /* offset adjusted */
4516
4517         if (pageno == 0) {
4518                 soff = xoff;
4519                 eoff = PAGE_SIZE;
4520         } else {
4521                 soff = (pageno << PAGE_SHIFT);
4522                 eoff = soff + PAGE_SIZE;
4523         }
4524         if (eoff > bcount)
4525                 eoff = bcount;
4526         if (soff >= eoff)
4527                 return;
4528         vm_page_set_validdirty(m, soff & PAGE_MASK, eoff - soff);
4529 }
4530 #endif
4531
4532 /*
4533  * vfs_bio_clrbuf:
4534  *
4535  *      Clear a buffer.  This routine essentially fakes an I/O, so we need
4536  *      to clear B_ERROR and B_INVAL.
4537  *
4538  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4539  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4540  */
4541
4542 void
4543 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp)
4544 {
4545         int i, mask = 0;
4546         caddr_t sa, ea;
4547         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) == B_VMIO) {
4548                 bp->b_flags &= ~(B_INVAL | B_EINTR | B_ERROR);
4549                 if ((bp->b_xio.xio_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4550                     (bp->b_loffset & PAGE_MASK) == 0) {
4551                         mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4552                         if ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == mask) {
4553                                 bp->b_resid = 0;
4554                                 return;
4555                         }
4556                         if ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4557                                 bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
4558                                 bp->b_xio.xio_pages[0]->valid |= mask;
4559                                 bp->b_resid = 0;
4560                                 return;
4561                         }
4562                 }
4563                 sa = bp->b_data;
4564                 for(i=0;i<bp->b_xio.xio_npages;i++,sa=ea) {
4565                         int j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
4566                         ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
4567                         ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
4568                             (u_long)(vm_offset_t)ea,
4569                             (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
4570                         mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4571                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == mask)
4572                                 continue;
4573                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == 0) {
4574                                 bzero(sa, ea - sa);
4575                         } else {
4576                                 for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4577                                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid &
4578                                             (1<<j)) == 0) {
4579                                                 bzero(sa, DEV_BSIZE);
4580                                         }
4581                                 }
4582                         }
4583                         bp->b_xio.xio_pages[i]->valid |= mask;
4584                 }
4585                 bp->b_resid = 0;
4586         } else {
4587                 clrbuf(bp);
4588         }
4589 }
4590
4591 /*
4592  * vm_hold_load_pages:
4593  *
4594  *      Load pages into the buffer's address space.  The pages are
4595  *      allocated from the kernel object in order to reduce interference
4596  *      with the any VM paging I/O activity.  The range of loaded
4597  *      pages will be wired.
4598  *
4599  *      If a page cannot be allocated, the 'pagedaemon' is woken up to
4600  *      retrieve the full range (to - from) of pages.
4601  */
4602 void
4603 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4604 {
4605         vm_offset_t pg;
4606         vm_page_t p;
4607         int index;
4608
4609         to = round_page(to);
4610         from = round_page(from);
4611         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4612
4613         pg = from;
4614         while (pg < to) {
4615                 /*
4616                  * Note: must allocate system pages since blocking here
4617                  * could intefere with paging I/O, no matter which
4618                  * process we are.
4619                  */
4620                 vm_object_hold(&kernel_object);
4621                 p = bio_page_alloc(bp, &kernel_object, pg >> PAGE_SHIFT,
4622                                    (vm_pindex_t)((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4623                 vm_object_drop(&kernel_object);
4624                 if (p) {
4625                         vm_page_wire(p);
4626                         p->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
4627                         pmap_kenter_noinval(pg, VM_PAGE_TO_PHYS(p));
4628                         bp->b_xio.xio_pages[index] = p;
4629                         vm_page_wakeup(p);
4630
4631                         pg += PAGE_SIZE;
4632                         ++index;
4633                 }
4634         }
4635         pmap_invalidate_range(&kernel_pmap, from, to);
4636         bp->b_xio.xio_npages = index;
4637 }
4638
4639 /*
4640  * Allocate a page for a buffer cache buffer.
4641  *
4642  * If NULL is returned the caller is expected to retry (typically check if
4643  * the page already exists on retry before trying to allocate one).
4644  *
4645  * NOTE! Low-memory handling is dealt with in b[q]relse(), not here.  This
4646  *       function will use the system reserve with the hope that the page
4647  *       allocations can be returned to PQ_CACHE/PQ_FREE when the caller
4648  *       is done with the buffer.
4649  *
4650  * NOTE! However, TMPFS is a special case because flushing a dirty buffer
4651  *       to TMPFS doesn't clean the page.  For TMPFS, only the pagedaemon
4652  *       is capable of retiring pages (to swap).  For TMPFS we don't dig
4653  *       into the system reserve because doing so could stall out pretty
4654  *       much every process running on the system.
4655  */
4656 static
4657 vm_page_t
4658 bio_page_alloc(struct buf *bp, vm_object_t obj, vm_pindex_t pg, int deficit)
4659 {
4660         int vmflags = VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NULL_OK;
4661         vm_page_t p;
4662
4663         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(obj));
4664
4665         /*
4666          * Try a normal allocation first.
4667          */
4668         p = vm_page_alloc(obj, pg, vmflags);
4669         if (p)
4670                 return(p);
4671         if (vm_page_lookup(obj, pg))
4672                 return(NULL);
4673         vm_pageout_deficit += deficit;
4674
4675         /*
4676          * Try again, digging into the system reserve.
4677          *
4678          * Trying to recover pages from the buffer cache here can deadlock
4679          * against other threads trying to busy underlying pages so we
4680          * depend on the code in brelse() and bqrelse() to free/cache the
4681          * underlying buffer cache pages when memory is low.
4682          */
4683         if (curthread->td_flags & TDF_SYSTHREAD)
4684                 vmflags |= VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_INTERRUPT;
4685         else if (bp->b_vp && bp->b_vp->v_tag == VT_TMPFS)
4686                 vmflags |= 0;
4687         else
4688                 vmflags |= VM_ALLOC_SYSTEM;
4689
4690         /*recoverbufpages();*/
4691         p = vm_page_alloc(obj, pg, vmflags);
4692         if (p)
4693                 return(p);
4694         if (vm_page_lookup(obj, pg))
4695                 return(NULL);
4696
4697         /*
4698          * Wait for memory to free up and try again
4699          */
4700         if (vm_page_count_severe())
4701                 ++lowmempgallocs;
4702         vm_wait(hz / 20 + 1);
4703
4704         p = vm_page_alloc(obj, pg, vmflags);
4705         if (p)
4706                 return(p);
4707         if (vm_page_lookup(obj, pg))
4708                 return(NULL);
4709
4710         /*
4711          * Ok, now we are really in trouble.
4712          */
4713         {
4714                 static struct krate biokrate = { .freq = 1 };
4715                 krateprintf(&biokrate,
4716                             "Warning: bio_page_alloc: memory exhausted "
4717                             "during buffer cache page allocation from %s\n",
4718                             curthread->td_comm);
4719         }
4720         if (curthread->td_flags & TDF_SYSTHREAD)
4721                 vm_wait(hz / 20 + 1);
4722         else
4723                 vm_wait(hz / 2 + 1);
4724         return (NULL);
4725 }
4726
4727 /*
4728  * vm_hold_free_pages:
4729  *
4730  *      Return pages associated with the buffer back to the VM system.
4731  *
4732  *      The range of pages underlying the buffer's address space will
4733  *      be unmapped and un-wired.
4734  */
4735 void
4736 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4737 {
4738         vm_offset_t pg;
4739         vm_page_t p;
4740         int index, newnpages;
4741
4742         from = round_page(from);
4743         to = round_page(to);
4744         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4745         newnpages = index;
4746
4747         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4748                 p = bp->b_xio.xio_pages[index];
4749                 if (p && (index < bp->b_xio.xio_npages)) {
4750                         if (p->busy) {
4751                                 kprintf("vm_hold_free_pages: doffset: %lld, "
4752                                         "loffset: %lld\n",
4753                                         (long long)bp->b_bio2.bio_offset,
4754                                         (long long)bp->b_loffset);
4755                         }
4756                         bp->b_xio.xio_pages[index] = NULL;
4757                         pmap_kremove_noinval(pg);
4758                         vm_page_busy_wait(p, FALSE, "vmhldpg");
4759                         vm_page_unwire(p, 0);
4760                         vm_page_free(p);
4761                 }
4762         }
4763         pmap_invalidate_range(&kernel_pmap, from, to);
4764         bp->b_xio.xio_npages = newnpages;
4765 }
4766
4767 /*
4768  * vmapbuf:
4769  *
4770  *      Map a user buffer into KVM via a pbuf.  On return the buffer's
4771  *      b_data, b_bufsize, and b_bcount will be set, and its XIO page array
4772  *      initialized.
4773  */
4774 int
4775 vmapbuf(struct buf *bp, caddr_t udata, int bytes)
4776 {
4777         caddr_t addr;
4778         vm_offset_t va;
4779         vm_page_t m;
4780         int vmprot;
4781         int error;
4782         int pidx;
4783         int i;
4784
4785         /* 
4786          * bp had better have a command and it better be a pbuf.
4787          */
4788         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
4789         KKASSERT(bp->b_flags & B_PAGING);
4790         KKASSERT(bp->b_kvabase);
4791
4792         if (bytes < 0)
4793                 return (-1);
4794
4795         /*
4796          * Map the user data into KVM.  Mappings have to be page-aligned.
4797          */
4798         addr = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)udata);
4799         pidx = 0;
4800
4801         vmprot = VM_PROT_READ;
4802         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
4803                 vmprot |= VM_PROT_WRITE;
4804
4805         while (addr < udata + bytes) {
4806                 /*
4807                  * Do the vm_fault if needed; do the copy-on-write thing
4808                  * when reading stuff off device into memory.
4809                  *
4810                  * vm_fault_page*() returns a held VM page.
4811                  */
4812                 va = (addr >= udata) ? (vm_offset_t)addr : (vm_offset_t)udata;
4813                 va = trunc_page(va);
4814
4815                 m = vm_fault_page_quick(va, vmprot, &error);
4816                 if (m == NULL) {
4817                         for (i = 0; i < pidx; ++i) {
4818                             vm_page_unhold(bp->b_xio.xio_pages[i]);
4819                             bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
4820                         }
4821                         return(-1);
4822                 }
4823                 bp->b_xio.xio_pages[pidx] = m;
4824                 addr += PAGE_SIZE;
4825                 ++pidx;
4826         }
4827
4828         /*
4829          * Map the page array and set the buffer fields to point to
4830          * the mapped data buffer.
4831          */
4832         if (pidx > btoc(MAXPHYS))
4833                 panic("vmapbuf: mapped more than MAXPHYS");
4834         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_xio.xio_pages, pidx);
4835
4836         bp->b_xio.xio_npages = pidx;
4837         bp->b_data = bp->b_kvabase + ((int)(intptr_t)udata & PAGE_MASK);
4838         bp->b_bcount = bytes;
4839         bp->b_bufsize = bytes;
4840
4841         return(0);
4842 }
4843
4844 /*
4845  * vunmapbuf:
4846  *
4847  *      Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4848  *      We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4849  */
4850 void
4851 vunmapbuf(struct buf *bp)
4852 {
4853         int pidx;
4854         int npages;
4855
4856         KKASSERT(bp->b_flags & B_PAGING);
4857
4858         npages = bp->b_xio.xio_npages;
4859         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4860         for (pidx = 0; pidx < npages; ++pidx) {
4861                 vm_page_unhold(bp->b_xio.xio_pages[pidx]);
4862                 bp->b_xio.xio_pages[pidx] = NULL;
4863         }
4864         bp->b_xio.xio_npages = 0;
4865         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4866 }
4867
4868 /*
4869  * Scan all buffers in the system and issue the callback.
4870  */
4871 int
4872 scan_all_buffers(int (*callback)(struct buf *, void *), void *info)
4873 {
4874         int count = 0;
4875         int error;
4876         long n;
4877
4878         for (n = 0; n < nbuf; ++n) {
4879                 if ((error = callback(&buf[n], info)) < 0) {
4880                         count = error;
4881                         break;
4882                 }
4883                 count += error;
4884         }
4885         return (count);
4886 }
4887
4888 /*
4889  * nestiobuf_iodone: biodone callback for nested buffers and propagate
4890  * completion to the master buffer.
4891  */
4892 static void
4893 nestiobuf_iodone(struct bio *bio)
4894 {
4895         struct bio *mbio;
4896         struct buf *mbp, *bp;
4897         struct devstat *stats;
4898         int error;
4899         int donebytes;
4900
4901         bp = bio->bio_buf;
4902         mbio = bio->bio_caller_info1.ptr;
4903         stats = bio->bio_caller_info2.ptr;
4904         mbp = mbio->bio_buf;
4905
4906         KKASSERT(bp->b_bcount <= bp->b_bufsize);
4907         KKASSERT(mbp != bp);
4908
4909         error = bp->b_error;
4910         if (bp->b_error == 0 &&
4911             (bp->b_bcount < bp->b_bufsize || bp->b_resid > 0)) {
4912                 /*
4913                  * Not all got transfered, raise an error. We have no way to
4914                  * propagate these conditions to mbp.
4915                  */
4916                 error = EIO;
4917         }
4918
4919         donebytes = bp->b_bufsize;
4920
4921         relpbuf(bp, NULL);
4922
4923         nestiobuf_done(mbio, donebytes, error, stats);
4924 }
4925
4926 void
4927 nestiobuf_done(struct bio *mbio, int donebytes, int error, struct devstat *stats)
4928 {
4929         struct buf *mbp;
4930
4931         mbp = mbio->bio_buf;    
4932
4933         KKASSERT((int)(intptr_t)mbio->bio_driver_info > 0);
4934
4935         /*
4936          * If an error occured, propagate it to the master buffer.
4937          *
4938          * Several biodone()s may wind up running concurrently so
4939          * use an atomic op to adjust b_flags.
4940          */
4941         if (error) {
4942                 mbp->b_error = error;
4943                 atomic_set_int(&mbp->b_flags, B_ERROR);
4944         }
4945
4946         /*
4947          * Decrement the operations in progress counter and terminate the
4948          * I/O if this was the last bit.
4949          */
4950         if (atomic_fetchadd_int((int *)&mbio->bio_driver_info, -1) == 1) {
4951                 mbp->b_resid = 0;
4952                 if (stats)
4953                         devstat_end_transaction_buf(stats, mbp);
4954                 biodone(mbio);
4955         }
4956 }
4957
4958 /*
4959  * Initialize a nestiobuf for use.  Set an initial count of 1 to prevent
4960  * the mbio from being biodone()'d while we are still adding sub-bios to
4961  * it.
4962  */
4963 void
4964 nestiobuf_init(struct bio *bio)
4965 {
4966         bio->bio_driver_info = (void *)1;
4967 }
4968
4969 /*
4970  * The BIOs added to the nestedio have already been started, remove the
4971  * count that placeheld our mbio and biodone() it if the count would
4972  * transition to 0.
4973  */
4974 void
4975 nestiobuf_start(struct bio *mbio)
4976 {
4977         struct buf *mbp = mbio->bio_buf;
4978
4979         /*
4980          * Decrement the operations in progress counter and terminate the
4981          * I/O if this was the last bit.
4982          */
4983         if (atomic_fetchadd_int((int *)&mbio->bio_driver_info, -1) == 1) {
4984                 if (mbp->b_flags & B_ERROR)
4985                         mbp->b_resid = mbp->b_bcount;
4986                 else
4987                         mbp->b_resid = 0;
4988                 biodone(mbio);
4989         }
4990 }
4991
4992 /*
4993  * Set an intermediate error prior to calling nestiobuf_start()
4994  */
4995 void
4996 nestiobuf_error(struct bio *mbio, int error)
4997 {
4998         struct buf *mbp = mbio->bio_buf;
4999
5000         if (error) {
5001                 mbp->b_error = error;
5002                 atomic_set_int(&mbp->b_flags, B_ERROR);
5003         }
5004 }
5005
5006 /*
5007  * nestiobuf_add: setup a "nested" buffer.
5008  *
5009  * => 'mbp' is a "master" buffer which is being divided into sub pieces.
5010  * => 'bp' should be a buffer allocated by getiobuf.
5011  * => 'offset' is a byte offset in the master buffer.
5012  * => 'size' is a size in bytes of this nested buffer.
5013  */
5014 void
5015 nestiobuf_add(struct bio *mbio, struct buf *bp, int offset, size_t size, struct devstat *stats)
5016 {
5017         struct buf *mbp = mbio->bio_buf;
5018         struct vnode *vp = mbp->b_vp;
5019
5020         KKASSERT(mbp->b_bcount >= offset + size);
5021
5022         atomic_add_int((int *)&mbio->bio_driver_info, 1);
5023
5024         /* kernel needs to own the lock for it to be released in biodone */
5025         BUF_KERNPROC(bp);
5026         bp->b_vp = vp;
5027         bp->b_cmd = mbp->b_cmd;
5028         bp->b_bio1.bio_done = nestiobuf_iodone;
5029         bp->b_data = (char *)mbp->b_data + offset;
5030         bp->b_resid = bp->b_bcount = size;
5031         bp->b_bufsize = bp->b_bcount;
5032
5033         bp->b_bio1.bio_track = NULL;
5034         bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = mbio;
5035         bp->b_bio1.bio_caller_info2.ptr = stats;
5036 }
5037
5038 #ifdef DDB
5039
5040 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5041 {
5042         /* get args */
5043         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5044
5045         if (!have_addr) {
5046                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5047                 return;
5048         }
5049
5050         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
5051         db_printf("b_cmd = %d\n", bp->b_cmd);
5052         db_printf("b_error = %d, b_bufsize = %d, b_bcount = %d, "
5053                   "b_resid = %d\n, b_data = %p, "
5054                   "bio_offset(disk) = %lld, bio_offset(phys) = %lld\n",
5055                   bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5056                   bp->b_data,
5057                   (long long)bp->b_bio2.bio_offset,
5058                   (long long)(bp->b_bio2.bio_next ?
5059                                 bp->b_bio2.bio_next->bio_offset : (off_t)-1));
5060         if (bp->b_xio.xio_npages) {
5061                 int i;
5062                 db_printf("b_xio.xio_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ",
5063                         bp->b_xio.xio_npages);
5064                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
5065                         vm_page_t m;
5066                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
5067                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
5068                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5069                         if ((i + 1) < bp->b_xio.xio_npages)
5070                                 db_printf(",");
5071                 }
5072                 db_printf("\n");
5073         }
5074 }
5075 #endif /* DDB */