dm/nestbuf - Bind into devstat, clean up
[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  * $DragonFly: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.115 2008/08/13 11:02:31 swildner Exp $
16  */
17
18 /*
19  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
20  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
21  * sure that the performance degradation associated with schemes such
22  * as this is not realized.
23  *
24  * Author:  John S. Dyson
25  * Significant help during the development and debugging phases
26  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
27  *
28  * see man buf(9) for more info.
29  */
30
31 #include <sys/param.h>
32 #include <sys/systm.h>
33 #include <sys/buf.h>
34 #include <sys/conf.h>
35 #include <sys/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 <sys/proc.h>
50 #include <vm/vm.h>
51 #include <vm/vm_param.h>
52 #include <vm/vm_kern.h>
53 #include <vm/vm_pageout.h>
54 #include <vm/vm_page.h>
55 #include <vm/vm_object.h>
56 #include <vm/vm_extern.h>
57 #include <vm/vm_map.h>
58 #include <vm/vm_pager.h>
59 #include <vm/swap_pager.h>
60
61 #include <sys/buf2.h>
62 #include <sys/thread2.h>
63 #include <sys/spinlock2.h>
64 #include <sys/mplock2.h>
65 #include <vm/vm_page2.h>
66
67 #include "opt_ddb.h"
68 #ifdef DDB
69 #include <ddb/ddb.h>
70 #endif
71
72 /*
73  * Buffer queues.
74  */
75 enum bufq_type {
76         BQUEUE_NONE,            /* not on any queue */
77         BQUEUE_LOCKED,          /* locked buffers */
78         BQUEUE_CLEAN,           /* non-B_DELWRI buffers */
79         BQUEUE_DIRTY,           /* B_DELWRI buffers */
80         BQUEUE_DIRTY_HW,        /* B_DELWRI buffers - heavy weight */
81         BQUEUE_EMPTYKVA,        /* empty buffer headers with KVA assignment */
82         BQUEUE_EMPTY,           /* empty buffer headers */
83
84         BUFFER_QUEUES           /* number of buffer queues */
85 };
86
87 typedef enum bufq_type bufq_type_t;
88
89 #define BD_WAKE_SIZE    16384
90 #define BD_WAKE_MASK    (BD_WAKE_SIZE - 1)
91
92 TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES];
93 static struct spinlock bufqspin = SPINLOCK_INITIALIZER(&bufqspin);
94 static struct spinlock bufcspin = SPINLOCK_INITIALIZER(&bufcspin);
95
96 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "BIO buffer", "BIO buffer");
97
98 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
99
100 static void vfs_clean_pages(struct buf *bp);
101 static void vfs_clean_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
102 static void vfs_dirty_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
103 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
104 static int flushbufqueues(bufq_type_t q);
105 static vm_page_t bio_page_alloc(vm_object_t obj, vm_pindex_t pg, int deficit);
106
107 static void bd_signal(int totalspace);
108 static void buf_daemon(void);
109 static void buf_daemon_hw(void);
110
111 /*
112  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
113  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
114  * really that bad.  it would be better to split the buffer
115  * for input in the case of buffers partially already in memory,
116  * but the code is intricate enough already.
117  */
118 vm_page_t bogus_page;
119
120 /*
121  * These are all static, but make the ones we export globals so we do
122  * not need to use compiler magic.
123  */
124 int bufspace;                   /* locked by buffer_map */
125 int maxbufspace;
126 static int bufmallocspace;      /* atomic ops */
127 int maxbufmallocspace, lobufspace, hibufspace;
128 static int bufreusecnt, bufdefragcnt, buffreekvacnt;
129 static int lorunningspace;
130 static int hirunningspace;
131 static int runningbufreq;               /* locked by bufcspin */
132 static int dirtybufspace;               /* locked by bufcspin */
133 static int dirtybufcount;               /* locked by bufcspin */
134 static int dirtybufspacehw;             /* locked by bufcspin */
135 static int dirtybufcounthw;             /* locked by bufcspin */
136 static int runningbufspace;             /* locked by bufcspin */
137 static int runningbufcount;             /* locked by bufcspin */
138 int lodirtybufspace;
139 int hidirtybufspace;
140 static int getnewbufcalls;
141 static int getnewbufrestarts;
142 static int recoverbufcalls;
143 static int needsbuffer;         /* locked by bufcspin */
144 static int bd_request;          /* locked by bufcspin */
145 static int bd_request_hw;       /* locked by bufcspin */
146 static u_int bd_wake_ary[BD_WAKE_SIZE];
147 static u_int bd_wake_index;
148 static u_int vm_cycle_point = 40; /* 23-36 will migrate more act->inact */
149 static int debug_commit;
150
151 static struct thread *bufdaemon_td;
152 static struct thread *bufdaemonhw_td;
153 static u_int lowmempgallocs;
154 static u_int lowmempgfails;
155
156 /*
157  * Sysctls for operational control of the buffer cache.
158  */
159 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybufspace, CTLFLAG_RW, &lodirtybufspace, 0,
160         "Number of dirty buffers to flush before bufdaemon becomes inactive");
161 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybufspace, CTLFLAG_RW, &hidirtybufspace, 0,
162         "High watermark used to trigger explicit flushing of dirty buffers");
163 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
164         "Minimum amount of buffer space required for active I/O");
165 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
166         "Maximum amount of buffer space to usable for active I/O");
167 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, lowmempgallocs, CTLFLAG_RW, &lowmempgallocs, 0,
168         "Page allocations done during periods of very low free memory");
169 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, lowmempgfails, CTLFLAG_RW, &lowmempgfails, 0,
170         "Page allocations which failed during periods of very low free memory");
171 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, vm_cycle_point, CTLFLAG_RW, &vm_cycle_point, 0,
172         "Recycle pages to active or inactive queue transition pt 0-64");
173 /*
174  * Sysctls determining current state of the buffer cache.
175  */
176 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, nbuf, CTLFLAG_RD, &nbuf, 0,
177         "Total number of buffers in buffer cache");
178 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspace, CTLFLAG_RD, &dirtybufspace, 0,
179         "Pending bytes of dirty buffers (all)");
180 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspacehw, CTLFLAG_RD, &dirtybufspacehw, 0,
181         "Pending bytes of dirty buffers (heavy weight)");
182 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcount, CTLFLAG_RD, &dirtybufcount, 0,
183         "Pending number of dirty buffers");
184 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcounthw, CTLFLAG_RD, &dirtybufcounthw, 0,
185         "Pending number of dirty buffers (heavy weight)");
186 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
187         "I/O bytes currently in progress due to asynchronous writes");
188 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufcount, CTLFLAG_RD, &runningbufcount, 0,
189         "I/O buffers currently in progress due to asynchronous writes");
190 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
191         "Hard limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
192 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
193         "Soft limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
194 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
195         "Minimum amount of memory to reserve for system buffer space");
196 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
197         "Amount of memory available for buffers");
198 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufmallocspace,
199         0, "Maximum amount of memory reserved for buffers using malloc");
200 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
201         "Amount of memory left for buffers using malloc-scheme");
202 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD, &getnewbufcalls, 0,
203         "New buffer header acquisition requests");
204 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD, &getnewbufrestarts,
205         0, "New buffer header acquisition restarts");
206 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recoverbufcalls, CTLFLAG_RD, &recoverbufcalls, 0,
207         "Recover VM space in an emergency");
208 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RD, &bufdefragcnt, 0,
209         "Buffer acquisition restarts due to fragmented buffer map");
210 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RD, &buffreekvacnt, 0,
211         "Amount of time KVA space was deallocated in an arbitrary buffer");
212 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RD, &bufreusecnt, 0,
213         "Amount of time buffer re-use operations were successful");
214 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, debug_commit, CTLFLAG_RW, &debug_commit, 0, "");
215 SYSCTL_INT(_debug_sizeof, OID_AUTO, buf, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct buf),
216         "sizeof(struct buf)");
217
218 char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
219
220 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
221 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED02   0x02
222 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED04   0x04
223 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
224
225 /*
226  * bufspacewakeup:
227  *
228  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
229  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
230  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
231  *      bp's get placed back in the queues.
232  */
233 static __inline void
234 bufspacewakeup(void)
235 {
236         /*
237          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
238          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
239          * process will be able to now.
240          */
241         spin_lock(&bufcspin);
242         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
243                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
244                 spin_unlock(&bufcspin);
245                 wakeup(&needsbuffer);
246         } else {
247                 spin_unlock(&bufcspin);
248         }
249 }
250
251 /*
252  * runningbufwakeup:
253  *
254  *      Accounting for I/O in progress.
255  *
256  */
257 static __inline void
258 runningbufwakeup(struct buf *bp)
259 {
260         int totalspace;
261         int limit;
262
263         if ((totalspace = bp->b_runningbufspace) != 0) {
264                 spin_lock(&bufcspin);
265                 runningbufspace -= totalspace;
266                 --runningbufcount;
267                 bp->b_runningbufspace = 0;
268
269                 /*
270                  * see waitrunningbufspace() for limit test.
271                  */
272                 limit = hirunningspace * 4 / 6;
273                 if (runningbufreq && runningbufspace <= limit) {
274                         runningbufreq = 0;
275                         spin_unlock(&bufcspin);
276                         wakeup(&runningbufreq);
277                 } else {
278                         spin_unlock(&bufcspin);
279                 }
280                 bd_signal(totalspace);
281         }
282 }
283
284 /*
285  * bufcountwakeup:
286  *
287  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
288  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
289  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
290  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
291  *
292  * MPSAFE
293  */
294 static __inline void
295 bufcountwakeup(void) 
296 {
297         spin_lock(&bufcspin);
298         if (needsbuffer) {
299                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
300                 spin_unlock(&bufcspin);
301                 wakeup(&needsbuffer);
302         } else {
303                 spin_unlock(&bufcspin);
304         }
305 }
306
307 /*
308  * waitrunningbufspace()
309  *
310  * Wait for the amount of running I/O to drop to hirunningspace * 4 / 6.
311  * This is the point where write bursting stops so we don't want to wait
312  * for the running amount to drop below it (at least if we still want bioq
313  * to burst writes).
314  *
315  * The caller may be using this function to block in a tight loop, we
316  * must block while runningbufspace is greater then or equal to
317  * hirunningspace * 4 / 6.
318  *
319  * And even with that it may not be enough, due to the presence of
320  * B_LOCKED dirty buffers, so also wait for at least one running buffer
321  * to complete.
322  */
323 void
324 waitrunningbufspace(void)
325 {
326         int limit = hirunningspace * 4 / 6;
327         int dummy;
328
329         spin_lock(&bufcspin);
330         if (runningbufspace > limit) {
331                 while (runningbufspace > limit) {
332                         ++runningbufreq;
333                         ssleep(&runningbufreq, &bufcspin, 0, "wdrn1", 0);
334                 }
335                 spin_unlock(&bufcspin);
336         } else if (runningbufspace > limit / 2) {
337                 ++runningbufreq;
338                 spin_unlock(&bufcspin);
339                 tsleep(&dummy, 0, "wdrn2", 1);
340         } else {
341                 spin_unlock(&bufcspin);
342         }
343 }
344
345 /*
346  * buf_dirty_count_severe:
347  *
348  *      Return true if we have too many dirty buffers.
349  */
350 int
351 buf_dirty_count_severe(void)
352 {
353         return (runningbufspace + dirtybufspace >= hidirtybufspace ||
354                 dirtybufcount >= nbuf / 2);
355 }
356
357 /*
358  * Return true if the amount of running I/O is severe and BIOQ should
359  * start bursting.
360  */
361 int
362 buf_runningbufspace_severe(void)
363 {
364         return (runningbufspace >= hirunningspace * 4 / 6);
365 }
366
367 /*
368  * vfs_buf_test_cache:
369  *
370  * Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
371  * bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
372  * valid data.
373  *
374  * NOTE! Dirty VM pages are not processed into dirty (B_DELWRI) buffer
375  * cache buffers.  The VM pages remain dirty, as someone had mmap()'d
376  * them while a clean buffer was present.
377  */
378 static __inline__
379 void
380 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
381                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
382                   vm_page_t m)
383 {
384         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
385                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
386                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
387                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
388         }
389 }
390
391 /*
392  * bd_speedup()
393  *
394  * Spank the buf_daemon[_hw] if the total dirty buffer space exceeds the
395  * low water mark.
396  *
397  * MPSAFE
398  */
399 static __inline__
400 void
401 bd_speedup(void)
402 {
403         if (dirtybufspace < lodirtybufspace && dirtybufcount < nbuf / 2)
404                 return;
405
406         if (bd_request == 0 &&
407             (dirtybufspace - dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
408              dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
409                 spin_lock(&bufcspin);
410                 bd_request = 1;
411                 spin_unlock(&bufcspin);
412                 wakeup(&bd_request);
413         }
414         if (bd_request_hw == 0 &&
415             (dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
416              dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
417                 spin_lock(&bufcspin);
418                 bd_request_hw = 1;
419                 spin_unlock(&bufcspin);
420                 wakeup(&bd_request_hw);
421         }
422 }
423
424 /*
425  * bd_heatup()
426  *
427  *      Get the buf_daemon heated up when the number of running and dirty
428  *      buffers exceeds the mid-point.
429  *
430  *      Return the total number of dirty bytes past the second mid point
431  *      as a measure of how much excess dirty data there is in the system.
432  *
433  * MPSAFE
434  */
435 int
436 bd_heatup(void)
437 {
438         int mid1;
439         int mid2;
440         int totalspace;
441
442         mid1 = lodirtybufspace + (hidirtybufspace - lodirtybufspace) / 2;
443
444         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
445         if (totalspace >= mid1 || dirtybufcount >= nbuf / 2) {
446                 bd_speedup();
447                 mid2 = mid1 + (hidirtybufspace - mid1) / 2;
448                 if (totalspace >= mid2)
449                         return(totalspace - mid2);
450         }
451         return(0);
452 }
453
454 /*
455  * bd_wait()
456  *
457  *      Wait for the buffer cache to flush (totalspace) bytes worth of
458  *      buffers, then return.
459  *
460  *      Regardless this function blocks while the number of dirty buffers
461  *      exceeds hidirtybufspace.
462  *
463  * MPSAFE
464  */
465 void
466 bd_wait(int totalspace)
467 {
468         u_int i;
469         int count;
470
471         if (curthread == bufdaemonhw_td || curthread == bufdaemon_td)
472                 return;
473
474         while (totalspace > 0) {
475                 bd_heatup();
476                 if (totalspace > runningbufspace + dirtybufspace)
477                         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
478                 count = totalspace / BKVASIZE;
479                 if (count >= BD_WAKE_SIZE)
480                         count = BD_WAKE_SIZE - 1;
481
482                 spin_lock(&bufcspin);
483                 i = (bd_wake_index + count) & BD_WAKE_MASK;
484                 ++bd_wake_ary[i];
485
486                 /*
487                  * This is not a strict interlock, so we play a bit loose
488                  * with locking access to dirtybufspace*
489                  */
490                 tsleep_interlock(&bd_wake_ary[i], 0);
491                 spin_unlock(&bufcspin);
492                 tsleep(&bd_wake_ary[i], PINTERLOCKED, "flstik", hz);
493
494                 totalspace = runningbufspace + dirtybufspace - hidirtybufspace;
495         }
496 }
497
498 /*
499  * bd_signal()
500  * 
501  *      This function is called whenever runningbufspace or dirtybufspace
502  *      is reduced.  Track threads waiting for run+dirty buffer I/O
503  *      complete.
504  *
505  * MPSAFE
506  */
507 static void
508 bd_signal(int totalspace)
509 {
510         u_int i;
511
512         if (totalspace > 0) {
513                 if (totalspace > BKVASIZE * BD_WAKE_SIZE)
514                         totalspace = BKVASIZE * BD_WAKE_SIZE;
515                 spin_lock(&bufcspin);
516                 while (totalspace > 0) {
517                         i = bd_wake_index++;
518                         i &= BD_WAKE_MASK;
519                         if (bd_wake_ary[i]) {
520                                 bd_wake_ary[i] = 0;
521                                 spin_unlock(&bufcspin);
522                                 wakeup(&bd_wake_ary[i]);
523                                 spin_lock(&bufcspin);
524                         }
525                         totalspace -= BKVASIZE;
526                 }
527                 spin_unlock(&bufcspin);
528         }
529 }
530
531 /*
532  * BIO tracking support routines.
533  *
534  * Release a ref on a bio_track.  Wakeup requests are atomically released
535  * along with the last reference so bk_active will never wind up set to
536  * only 0x80000000.
537  *
538  * MPSAFE
539  */
540 static
541 void
542 bio_track_rel(struct bio_track *track)
543 {
544         int     active;
545         int     desired;
546
547         /*
548          * Shortcut
549          */
550         active = track->bk_active;
551         if (active == 1 && atomic_cmpset_int(&track->bk_active, 1, 0))
552                 return;
553
554         /*
555          * Full-on.  Note that the wait flag is only atomically released on
556          * the 1->0 count transition.
557          *
558          * We check for a negative count transition using bit 30 since bit 31
559          * has a different meaning.
560          */
561         for (;;) {
562                 desired = (active & 0x7FFFFFFF) - 1;
563                 if (desired)
564                         desired |= active & 0x80000000;
565                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
566                         if (desired & 0x40000000)
567                                 panic("bio_track_rel: bad count: %p\n", track);
568                         if (active & 0x80000000)
569                                 wakeup(track);
570                         break;
571                 }
572                 active = track->bk_active;
573         }
574 }
575
576 /*
577  * Wait for the tracking count to reach 0.
578  *
579  * Use atomic ops such that the wait flag is only set atomically when
580  * bk_active is non-zero.
581  *
582  * MPSAFE
583  */
584 int
585 bio_track_wait(struct bio_track *track, int slp_flags, int slp_timo)
586 {
587         int     active;
588         int     desired;
589         int     error;
590
591         /*
592          * Shortcut
593          */
594         if (track->bk_active == 0)
595                 return(0);
596
597         /*
598          * Full-on.  Note that the wait flag may only be atomically set if
599          * the active count is non-zero.
600          *
601          * NOTE: We cannot optimize active == desired since a wakeup could
602          *       clear active prior to our tsleep_interlock().
603          */
604         error = 0;
605         while ((active = track->bk_active) != 0) {
606                 cpu_ccfence();
607                 desired = active | 0x80000000;
608                 tsleep_interlock(track, slp_flags);
609                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
610                         error = tsleep(track, slp_flags | PINTERLOCKED,
611                                        "trwait", slp_timo);
612                         if (error)
613                                 break;
614                 }
615         }
616         return (error);
617 }
618
619 /*
620  * bufinit:
621  *
622  *      Load time initialisation of the buffer cache, called from machine
623  *      dependant initialization code. 
624  */
625 void
626 bufinit(void)
627 {
628         struct buf *bp;
629         vm_offset_t bogus_offset;
630         int i;
631
632         /* next, make a null set of free lists */
633         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
634                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
635
636         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
637         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
638                 bp = &buf[i];
639                 bzero(bp, sizeof *bp);
640                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
641                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
642                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
643                 initbufbio(bp);
644                 xio_init(&bp->b_xio);
645                 buf_dep_init(bp);
646                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
647         }
648
649         /*
650          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
651          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
652          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
653          * used by most other processes.  The differential is required to 
654          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
655          * be blocked waiting for buffer space.
656          *
657          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
658          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
659          * by the system.
660          */
661         maxbufspace = nbuf * BKVASIZE;
662         hibufspace = imax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
663         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
664
665         lorunningspace = 512 * 1024;
666         /* hirunningspace -- see below */
667
668         /*
669          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently
670          * into the kernel space.  Even though this is accounted for in
671          * the buffer allocation, we don't want the malloced region to grow
672          * uncontrolled.  The malloc scheme improves memory utilization
673          * significantly on average (small) directories.
674          */
675         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
676
677         /*
678          * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
679          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
680          *
681          * We don't want too much actually queued to the device at once
682          * (XXX this needs to be per-mount!), because the buffers will
683          * wind up locked for a very long period of time while the I/O
684          * drains.
685          */
686         hidirtybufspace = hibufspace / 2;       /* dirty + running */
687         hirunningspace = hibufspace / 16;       /* locked & queued to device */
688         if (hirunningspace < 1024 * 1024)
689                 hirunningspace = 1024 * 1024;
690
691         dirtybufspace = 0;
692         dirtybufspacehw = 0;
693
694         lodirtybufspace = hidirtybufspace / 2;
695
696         /*
697          * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
698          * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
699          * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
700          * from buf_daemon.
701          */
702
703         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
704         bogus_page = vm_page_alloc(&kernel_object,
705                                    (bogus_offset >> PAGE_SHIFT),
706                                    VM_ALLOC_NORMAL);
707         vmstats.v_wire_count++;
708
709 }
710
711 /*
712  * Initialize the embedded bio structures, typically used by
713  * deprecated code which tries to allocate its own struct bufs.
714  */
715 void
716 initbufbio(struct buf *bp)
717 {
718         bp->b_bio1.bio_buf = bp;
719         bp->b_bio1.bio_prev = NULL;
720         bp->b_bio1.bio_offset = NOOFFSET;
721         bp->b_bio1.bio_next = &bp->b_bio2;
722         bp->b_bio1.bio_done = NULL;
723         bp->b_bio1.bio_flags = 0;
724
725         bp->b_bio2.bio_buf = bp;
726         bp->b_bio2.bio_prev = &bp->b_bio1;
727         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
728         bp->b_bio2.bio_next = NULL;
729         bp->b_bio2.bio_done = NULL;
730         bp->b_bio2.bio_flags = 0;
731
732         BUF_LOCKINIT(bp);
733 }
734
735 /*
736  * Reinitialize the embedded bio structures as well as any additional
737  * translation cache layers.
738  */
739 void
740 reinitbufbio(struct buf *bp)
741 {
742         struct bio *bio;
743
744         for (bio = &bp->b_bio1; bio; bio = bio->bio_next) {
745                 bio->bio_done = NULL;
746                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
747         }
748 }
749
750 /*
751  * Undo the effects of an initbufbio().
752  */
753 void
754 uninitbufbio(struct buf *bp)
755 {
756         dsched_exit_buf(bp);
757         BUF_LOCKFREE(bp);
758 }
759
760 /*
761  * Push another BIO layer onto an existing BIO and return it.  The new
762  * BIO layer may already exist, holding cached translation data.
763  */
764 struct bio *
765 push_bio(struct bio *bio)
766 {
767         struct bio *nbio;
768
769         if ((nbio = bio->bio_next) == NULL) {
770                 int index = bio - &bio->bio_buf->b_bio_array[0];
771                 if (index >= NBUF_BIO - 1) {
772                         panic("push_bio: too many layers bp %p\n",
773                                 bio->bio_buf);
774                 }
775                 nbio = &bio->bio_buf->b_bio_array[index + 1];
776                 bio->bio_next = nbio;
777                 nbio->bio_prev = bio;
778                 nbio->bio_buf = bio->bio_buf;
779                 nbio->bio_offset = NOOFFSET;
780                 nbio->bio_done = NULL;
781                 nbio->bio_next = NULL;
782         }
783         KKASSERT(nbio->bio_done == NULL);
784         return(nbio);
785 }
786
787 /*
788  * Pop a BIO translation layer, returning the previous layer.  The
789  * must have been previously pushed.
790  */
791 struct bio *
792 pop_bio(struct bio *bio)
793 {
794         return(bio->bio_prev);
795 }
796
797 void
798 clearbiocache(struct bio *bio)
799 {
800         while (bio) {
801                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
802                 bio = bio->bio_next;
803         }
804 }
805
806 /*
807  * bfreekva:
808  *
809  *      Free the KVA allocation for buffer 'bp'.
810  *
811  *      Must be called from a critical section as this is the only locking for
812  *      buffer_map.
813  *
814  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
815  *
816  * MPALMOSTSAFE
817  */
818 static void
819 bfreekva(struct buf *bp)
820 {
821         int count;
822
823         if (bp->b_kvasize) {
824                 ++buffreekvacnt;
825                 count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
826                 vm_map_lock(&buffer_map);
827                 bufspace -= bp->b_kvasize;
828                 vm_map_delete(&buffer_map,
829                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
830                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize,
831                     &count
832                 );
833                 vm_map_unlock(&buffer_map);
834                 vm_map_entry_release(count);
835                 bp->b_kvasize = 0;
836                 bp->b_kvabase = NULL;
837                 bufspacewakeup();
838         }
839 }
840
841 /*
842  * bremfree:
843  *
844  *      Remove the buffer from the appropriate free list.
845  */
846 static __inline void
847 _bremfree(struct buf *bp)
848 {
849         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE) {
850                 KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) == 1, 
851                                 ("bremfree: bp %p not locked",bp));
852                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
853                 bp->b_qindex = BQUEUE_NONE;
854         } else {
855                 if (BUF_REFCNTNB(bp) <= 1)
856                         panic("bremfree: removing a buffer not on a queue");
857         }
858 }
859
860 void
861 bremfree(struct buf *bp)
862 {
863         spin_lock(&bufqspin);
864         _bremfree(bp);
865         spin_unlock(&bufqspin);
866 }
867
868 static void
869 bremfree_locked(struct buf *bp)
870 {
871         _bremfree(bp);
872 }
873
874 /*
875  * bread:
876  *
877  *      Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
878  *      must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
879  *      is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
880  *      getblk() ).
881  *
882  * MPALMOSTSAFE
883  */
884 int
885 bread(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, struct buf **bpp)
886 {
887         struct buf *bp;
888
889         bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
890         *bpp = bp;
891
892         /* if not found in cache, do some I/O */
893         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
894                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
895                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
896                 bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
897                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
898                 vfs_busy_pages(vp, bp);
899                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
900                 return (biowait(&bp->b_bio1, "biord"));
901         }
902         return (0);
903 }
904
905 /*
906  * breadn:
907  *
908  *      Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
909  *      read-ahead blocks.  We must clear B_ERROR and B_INVAL prior
910  *      to initiating I/O . If B_CACHE is set, the buffer is valid 
911  *      and we do not have to do anything.
912  *
913  * MPALMOSTSAFE
914  */
915 int
916 breadn(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, off_t *raoffset,
917         int *rabsize, int cnt, struct buf **bpp)
918 {
919         struct buf *bp, *rabp;
920         int i;
921         int rv = 0, readwait = 0;
922
923         *bpp = bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
924
925         /* if not found in cache, do some I/O */
926         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
927                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
928                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
929                 bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
930                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
931                 vfs_busy_pages(vp, bp);
932                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
933                 ++readwait;
934         }
935
936         for (i = 0; i < cnt; i++, raoffset++, rabsize++) {
937                 if (inmem(vp, *raoffset))
938                         continue;
939                 rabp = getblk(vp, *raoffset, *rabsize, 0, 0);
940
941                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
942                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
943                         rabp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
944                         vfs_busy_pages(vp, rabp);
945                         BUF_KERNPROC(rabp);
946                         vn_strategy(vp, &rabp->b_bio1);
947                 } else {
948                         brelse(rabp);
949                 }
950         }
951         if (readwait)
952                 rv = biowait(&bp->b_bio1, "biord");
953         return (rv);
954 }
955
956 /*
957  * bwrite:
958  *
959  *      Synchronous write, waits for completion.
960  *
961  *      Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
962  *      if async).  Do not bother writing anything if the buffer
963  *      is invalid.
964  *
965  *      Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
966  *      fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
967  *      now so we set it generally.  This could be set either here 
968  *      or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
969  *      here.
970  */
971 int
972 bwrite(struct buf *bp)
973 {
974         int error;
975
976         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
977                 brelse(bp);
978                 return (0);
979         }
980         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
981                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
982
983         /* Mark the buffer clean */
984         bundirty(bp);
985
986         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
987         bp->b_flags |= B_CACHE;
988         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
989         bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
990         bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
991         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
992
993         /*
994          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
995          * valid for vnode-backed buffers.
996          */
997         bsetrunningbufspace(bp, bp->b_bufsize);
998         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
999         error = biowait(&bp->b_bio1, "biows");
1000         brelse(bp);
1001
1002         return (error);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * bawrite:
1007  *
1008  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1009  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1010  *
1011  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling
1012  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1013  */
1014 void
1015 bawrite(struct buf *bp)
1016 {
1017         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1018                 brelse(bp);
1019                 return;
1020         }
1021         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1022                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
1023
1024         /* Mark the buffer clean */
1025         bundirty(bp);
1026
1027         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
1028         bp->b_flags |= B_CACHE;
1029         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1030         KKASSERT(bp->b_bio1.bio_done == NULL);
1031         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
1032
1033         /*
1034          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
1035          * valid for vnode-backed buffers.
1036          */
1037         bsetrunningbufspace(bp, bp->b_bufsize);
1038         BUF_KERNPROC(bp);
1039         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * bowrite:
1044  *
1045  *      Ordered write.  Start output on a buffer, and flag it so that the
1046  *      device will write it in the order it was queued.  The buffer is
1047  *      released when the output completes.  bwrite() ( or the VOP routine
1048  *      anyway ) is responsible for handling B_INVAL buffers.
1049  */
1050 int
1051 bowrite(struct buf *bp)
1052 {
1053         bp->b_flags |= B_ORDERED;
1054         bawrite(bp);
1055         return (0);
1056 }
1057
1058 /*
1059  * bdwrite:
1060  *
1061  *      Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1062  *      anything if the buffer is marked invalid.
1063  *
1064  *      Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1065  *      set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1066  *      biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1067  *      out synchronously.
1068  */
1069 void
1070 bdwrite(struct buf *bp)
1071 {
1072         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1073                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
1074
1075         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1076                 brelse(bp);
1077                 return;
1078         }
1079         bdirty(bp);
1080
1081         if (dsched_is_clear_buf_priv(bp))
1082                 dsched_new_buf(bp);
1083
1084         /*
1085          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1086          * true even of NFS now.
1087          */
1088         bp->b_flags |= B_CACHE;
1089
1090         /*
1091          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1092          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1093          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1094          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1095          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1096          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1097          * the bmap then...  So, this is important to do.
1098          */
1099         if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1100                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_loffset, &bp->b_bio2.bio_offset,
1101                          NULL, NULL, BUF_CMD_WRITE);
1102         }
1103
1104         /*
1105          * Because the underlying pages may still be mapped and
1106          * writable trying to set the dirty buffer (b_dirtyoff/end)
1107          * range here will be inaccurate.
1108          *
1109          * However, we must still clean the pages to satisfy the
1110          * vnode_pager and pageout daemon, so theythink the pages
1111          * have been "cleaned".  What has really occured is that
1112          * they've been earmarked for later writing by the buffer
1113          * cache.
1114          *
1115          * So we get the b_dirtyoff/end update but will not actually
1116          * depend on it (NFS that is) until the pages are busied for
1117          * writing later on.
1118          */
1119         vfs_clean_pages(bp);
1120         bqrelse(bp);
1121
1122         /*
1123          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1124          * due to the softdep code.
1125          */
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Fake write - return pages to VM system as dirty, leave the buffer clean.
1130  * This is used by tmpfs.
1131  *
1132  * It is important for any VFS using this routine to NOT use it for
1133  * IO_SYNC or IO_ASYNC operations which occur when the system really
1134  * wants to flush VM pages to backing store.
1135  */
1136 void
1137 buwrite(struct buf *bp)
1138 {
1139         vm_page_t m;
1140         int i;
1141
1142         /*
1143          * Only works for VMIO buffers.  If the buffer is already
1144          * marked for delayed-write we can't avoid the bdwrite().
1145          */
1146         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || (bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1147                 bdwrite(bp);
1148                 return;
1149         }
1150
1151         /*
1152          * Set valid & dirty.
1153          */
1154         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1155                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1156                 vfs_dirty_one_page(bp, i, m);
1157         }
1158         bqrelse(bp);
1159 }
1160
1161 /*
1162  * bdirty:
1163  *
1164  *      Turn buffer into delayed write request by marking it B_DELWRI.
1165  *      B_RELBUF and B_NOCACHE must be cleared.
1166  *
1167  *      We reassign the buffer to itself to properly update it in the
1168  *      dirty/clean lists. 
1169  *
1170  *      Must be called from a critical section.
1171  *      The buffer must be on BQUEUE_NONE.
1172  */
1173 void
1174 bdirty(struct buf *bp)
1175 {
1176         KASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_NONE, ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1177         if (bp->b_flags & B_NOCACHE) {
1178                 kprintf("bdirty: clearing B_NOCACHE on buf %p\n", bp);
1179                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
1180         }
1181         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1182                 kprintf("bdirty: warning, dirtying invalid buffer %p\n", bp);
1183         }
1184         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1185
1186         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1187                 lwkt_gettoken(&bp->b_vp->v_token);
1188                 bp->b_flags |= B_DELWRI;
1189                 reassignbuf(bp);
1190                 lwkt_reltoken(&bp->b_vp->v_token);
1191
1192                 spin_lock(&bufcspin);
1193                 ++dirtybufcount;
1194                 dirtybufspace += bp->b_bufsize;
1195                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1196                         ++dirtybufcounthw;
1197                         dirtybufspacehw += bp->b_bufsize;
1198                 }
1199                 spin_unlock(&bufcspin);
1200
1201                 bd_heatup();
1202         }
1203 }
1204
1205 /*
1206  * Set B_HEAVY, indicating that this is a heavy-weight buffer that
1207  * needs to be flushed with a different buf_daemon thread to avoid
1208  * deadlocks.  B_HEAVY also imposes restrictions in getnewbuf().
1209  */
1210 void
1211 bheavy(struct buf *bp)
1212 {
1213         if ((bp->b_flags & B_HEAVY) == 0) {
1214                 bp->b_flags |= B_HEAVY;
1215                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1216                         spin_lock(&bufcspin);
1217                         ++dirtybufcounthw;
1218                         dirtybufspacehw += bp->b_bufsize;
1219                         spin_unlock(&bufcspin);
1220                 }
1221         }
1222 }
1223
1224 /*
1225  * bundirty:
1226  *
1227  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1228  *
1229  *      Must be called from a critical section.
1230  *
1231  *      The buffer is typically on BQUEUE_NONE but there is one case in 
1232  *      brelse() that calls this function after placing the buffer on
1233  *      a different queue.
1234  *
1235  * MPSAFE
1236  */
1237 void
1238 bundirty(struct buf *bp)
1239 {
1240         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1241                 lwkt_gettoken(&bp->b_vp->v_token);
1242                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1243                 reassignbuf(bp);
1244                 lwkt_reltoken(&bp->b_vp->v_token);
1245
1246                 spin_lock(&bufcspin);
1247                 --dirtybufcount;
1248                 dirtybufspace -= bp->b_bufsize;
1249                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1250                         --dirtybufcounthw;
1251                         dirtybufspacehw -= bp->b_bufsize;
1252                 }
1253                 spin_unlock(&bufcspin);
1254
1255                 bd_signal(bp->b_bufsize);
1256         }
1257         /*
1258          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1259          */
1260         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Set the b_runningbufspace field, used to track how much I/O is
1265  * in progress at any given moment.
1266  */
1267 void
1268 bsetrunningbufspace(struct buf *bp, int bytes)
1269 {
1270         bp->b_runningbufspace = bytes;
1271         if (bytes) {
1272                 spin_lock(&bufcspin);
1273                 runningbufspace += bytes;
1274                 ++runningbufcount;
1275                 spin_unlock(&bufcspin);
1276         }
1277 }
1278
1279 /*
1280  * brelse:
1281  *
1282  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1283  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1284  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1285  *
1286  * MPALMOSTSAFE
1287  */
1288 void
1289 brelse(struct buf *bp)
1290 {
1291 #ifdef INVARIANTS
1292         int saved_flags = bp->b_flags;
1293 #endif
1294
1295         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1296
1297         /*
1298          * If B_NOCACHE is set we are being asked to destroy the buffer and
1299          * its backing store.  Clear B_DELWRI.
1300          *
1301          * B_NOCACHE is set in two cases: (1) when the caller really wants
1302          * to destroy the buffer and backing store and (2) when the caller
1303          * wants to destroy the buffer and backing store after a write 
1304          * completes.
1305          */
1306         if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_DELWRI)) == (B_NOCACHE|B_DELWRI)) {
1307                 bundirty(bp);
1308         }
1309
1310         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
1311                 /*
1312                  * A re-dirtied buffer is only subject to destruction
1313                  * by B_INVAL.  B_ERROR and B_NOCACHE are ignored.
1314                  */
1315                 /* leave buffer intact */
1316         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR)) ||
1317                    (bp->b_bufsize <= 0)) {
1318                 /*
1319                  * Either a failed read or we were asked to free or not
1320                  * cache the buffer.  This path is reached with B_DELWRI
1321                  * set only if B_INVAL is already set.  B_NOCACHE governs
1322                  * backing store destruction.
1323                  *
1324                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED in buf_deallocate if the
1325                  * buffer cannot be immediately freed.
1326                  */
1327                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1328                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1329                         buf_deallocate(bp);
1330                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1331                         spin_lock(&bufcspin);
1332                         --dirtybufcount;
1333                         dirtybufspace -= bp->b_bufsize;
1334                         if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1335                                 --dirtybufcounthw;
1336                                 dirtybufspacehw -= bp->b_bufsize;
1337                         }
1338                         spin_unlock(&bufcspin);
1339
1340                         bd_signal(bp->b_bufsize);
1341                 }
1342                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1343         }
1344
1345         /*
1346          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI or B_LOCKED is set.
1347          * If vfs_vmio_release() is called with either bit set, the
1348          * underlying pages may wind up getting freed causing a previous
1349          * write (bdwrite()) to get 'lost' because pages associated with
1350          * a B_DELWRI bp are marked clean.  Pages associated with a
1351          * B_LOCKED buffer may be mapped by the filesystem.
1352          *
1353          * If we want to release the buffer ourselves (rather then the
1354          * originator asking us to release it), give the originator a
1355          * chance to countermand the release by setting B_LOCKED.
1356          * 
1357          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1358          * if B_DELWRI is set.
1359          *
1360          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1361          * on pages to return pages to the VM page queues.
1362          */
1363         if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED)) {
1364                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1365         } else if (vm_page_count_severe()) {
1366                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1367                         buf_deallocate(bp);             /* can set B_LOCKED */
1368                 if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED))
1369                         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1370                 else
1371                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1372         }
1373
1374         /*
1375          * Make sure b_cmd is clear.  It may have already been cleared by
1376          * biodone().
1377          *
1378          * At this point destroying the buffer is governed by the B_INVAL 
1379          * or B_RELBUF flags.
1380          */
1381         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1382         dsched_exit_buf(bp);
1383
1384         /*
1385          * VMIO buffer rundown.  Make sure the VM page array is restored
1386          * after an I/O may have replaces some of the pages with bogus pages
1387          * in order to not destroy dirty pages in a fill-in read.
1388          *
1389          * Note that due to the code above, if a buffer is marked B_DELWRI
1390          * then the B_RELBUF and B_NOCACHE bits will always be clear.
1391          * B_INVAL may still be set, however.
1392          *
1393          * For clean buffers, B_INVAL or B_RELBUF will destroy the buffer
1394          * but not the backing store.   B_NOCACHE will destroy the backing
1395          * store.
1396          *
1397          * Note that dirty NFS buffers contain byte-granular write ranges
1398          * and should not be destroyed w/ B_INVAL even if the backing store
1399          * is left intact.
1400          */
1401         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1402                 /*
1403                  * Rundown for VMIO buffers which are not dirty NFS buffers.
1404                  */
1405                 int i, j, resid;
1406                 vm_page_t m;
1407                 off_t foff;
1408                 vm_pindex_t poff;
1409                 vm_object_t obj;
1410                 struct vnode *vp;
1411
1412                 vp = bp->b_vp;
1413
1414                 /*
1415                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1416                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1417                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1418                  * But our b_xio.xio_pages array *IS* page aligned.
1419                  *
1420                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1421                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1422                  * m->dirty, etc...). 
1423                  *
1424                  * See man buf(9) for more information
1425                  */
1426
1427                 resid = bp->b_bufsize;
1428                 foff = bp->b_loffset;
1429
1430                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1431                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1432                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1433                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1434                         /*
1435                          * If we hit a bogus page, fixup *all* of them
1436                          * now.  Note that we left these pages wired
1437                          * when we removed them so they had better exist,
1438                          * and they cannot be ripped out from under us so
1439                          * no critical section protection is necessary.
1440                          */
1441                         if (m == bogus_page) {
1442                                 obj = vp->v_object;
1443                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset);
1444
1445                                 for (j = i; j < bp->b_xio.xio_npages; j++) {
1446                                         vm_page_t mtmp;
1447
1448                                         mtmp = bp->b_xio.xio_pages[j];
1449                                         if (mtmp == bogus_page) {
1450                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1451                                                 if (!mtmp) {
1452                                                         panic("brelse: page missing");
1453                                                 }
1454                                                 bp->b_xio.xio_pages[j] = mtmp;
1455                                         }
1456                                 }
1457                                 bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
1458
1459                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1460                                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1461                                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
1462                                 }
1463                                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1464                         }
1465
1466                         /*
1467                          * Invalidate the backing store if B_NOCACHE is set
1468                          * (e.g. used with vinvalbuf()).  If this is NFS
1469                          * we impose a requirement that the block size be
1470                          * a multiple of PAGE_SIZE and create a temporary
1471                          * hack to basically invalidate the whole page.  The
1472                          * problem is that NFS uses really odd buffer sizes
1473                          * especially when tracking piecemeal writes and
1474                          * it also vinvalbuf()'s a lot, which would result
1475                          * in only partial page validation and invalidation
1476                          * here.  If the file page is mmap()'d, however,
1477                          * all the valid bits get set so after we invalidate
1478                          * here we would end up with weird m->valid values
1479                          * like 0xfc.  nfs_getpages() can't handle this so
1480                          * we clear all the valid bits for the NFS case
1481                          * instead of just some of them.
1482                          *
1483                          * The real bug is the VM system having to set m->valid
1484                          * to VM_PAGE_BITS_ALL for faulted-in pages, which
1485                          * itself is an artifact of the whole 512-byte
1486                          * granular mess that exists to support odd block 
1487                          * sizes and UFS meta-data block sizes (e.g. 6144).
1488                          * A complete rewrite is required.
1489                          *
1490                          * XXX
1491                          */
1492                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
1493                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1494                                 int presid;
1495
1496                                 presid = PAGE_SIZE - poffset;
1497                                 if (bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
1498                                     bp->b_vp->v_type == VREG) {
1499                                         ; /* entire page */
1500                                 } else if (presid > resid) {
1501                                         presid = resid;
1502                                 }
1503                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1504                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1505
1506                                 /*
1507                                  * Also make sure any swap cache is removed
1508                                  * as it is now stale (HAMMER in particular
1509                                  * uses B_NOCACHE to deal with buffer
1510                                  * aliasing).
1511                                  */
1512                                 swap_pager_unswapped(m);
1513                         }
1514                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1515                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1516                 }
1517                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1518                         vfs_vmio_release(bp);
1519                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1520         } else {
1521                 /*
1522                  * Rundown for non-VMIO buffers.
1523                  */
1524                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1525                         if (bp->b_bufsize)
1526                                 allocbuf(bp, 0);
1527                         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1528                         if (bp->b_vp)
1529                                 brelvp(bp);
1530                 }
1531         }
1532                         
1533         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1534                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1535         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1536                 /* Temporary panic to verify exclusive locking */
1537                 /* This panic goes away when we allow shared refs */
1538                 panic("brelse: multiple refs");
1539                 /* NOT REACHED */
1540                 return;
1541         }
1542
1543         /*
1544          * Figure out the correct queue to place the cleaned up buffer on.
1545          * Buffers placed in the EMPTY or EMPTYKVA had better already be
1546          * disassociated from their vnode.
1547          */
1548         spin_lock(&bufqspin);
1549         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1550                 /*
1551                  * Buffers that are locked are placed in the locked queue
1552                  * immediately, regardless of their state.
1553                  */
1554                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1555                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1556         } else if (bp->b_bufsize == 0) {
1557                 /*
1558                  * Buffers with no memory.  Due to conditionals near the top
1559                  * of brelse() such buffers should probably already be
1560                  * marked B_INVAL and disassociated from their vnode.
1561                  */
1562                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1563                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp1 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1564                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1565                 if (bp->b_kvasize) {
1566                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1567                 } else {
1568                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
1569                 }
1570                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1571         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
1572                 /*
1573                  * Buffers with junk contents.   Again these buffers had better
1574                  * already be disassociated from their vnode.
1575                  */
1576                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp2 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1577                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1578                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1579                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1580                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1581         } else {
1582                 /*
1583                  * Remaining buffers.  These buffers are still associated with
1584                  * their vnode.
1585                  */
1586                 switch(bp->b_flags & (B_DELWRI|B_HEAVY)) {
1587                 case B_DELWRI:
1588                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1589                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1590                     break;
1591                 case B_DELWRI | B_HEAVY:
1592                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY_HW;
1593                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY_HW], bp,
1594                                       b_freelist);
1595                     break;
1596                 default:
1597                     /*
1598                      * NOTE: Buffers are always placed at the end of the
1599                      * queue.  If B_AGE is not set the buffer will cycle
1600                      * through the queue twice.
1601                      */
1602                     bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1603                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1604                     break;
1605                 }
1606         }
1607         spin_unlock(&bufqspin);
1608
1609         /*
1610          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.  We've already placed the buffer
1611          * on the correct queue.
1612          */
1613         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI))
1614                 bundirty(bp);
1615
1616         /*
1617          * The bp is on an appropriate queue unless locked.  If it is not
1618          * locked or dirty we can wakeup threads waiting for buffer space.
1619          *
1620          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1621          * if B_INVAL is set ).
1622          */
1623         if ((bp->b_flags & (B_LOCKED|B_DELWRI)) == 0)
1624                 bufcountwakeup();
1625
1626         /*
1627          * Something we can maybe free or reuse
1628          */
1629         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1630                 bufspacewakeup();
1631
1632         /*
1633          * Clean up temporary flags and unlock the buffer.
1634          */
1635         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1636         BUF_UNLOCK(bp);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * bqrelse:
1641  *
1642  *      Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1643  *      it.  The buffer is expected to be used again soon.
1644  *
1645  *      bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1646  *      biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1647  *      known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1648  *      again soon.
1649  *
1650  *      XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1651  *
1652  * MPSAFE
1653  */
1654 void
1655 bqrelse(struct buf *bp)
1656 {
1657         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1658
1659         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1660                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1661         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1662                 /* do not release to free list */
1663                 panic("bqrelse: multiple refs");
1664                 return;
1665         }
1666
1667         buf_act_advance(bp);
1668
1669         spin_lock(&bufqspin);
1670         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1671                 /*
1672                  * Locked buffers are released to the locked queue.  However,
1673                  * if the buffer is dirty it will first go into the dirty
1674                  * queue and later on after the I/O completes successfully it
1675                  * will be released to the locked queue.
1676                  */
1677                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1678                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1679         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1680                 bp->b_qindex = (bp->b_flags & B_HEAVY) ?
1681                                BQUEUE_DIRTY_HW : BQUEUE_DIRTY;
1682                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1683         } else if (vm_page_count_severe()) {
1684                 /*
1685                  * We are too low on memory, we have to try to free the
1686                  * buffer (most importantly: the wired pages making up its
1687                  * backing store) *now*.
1688                  */
1689                 spin_unlock(&bufqspin);
1690                 brelse(bp);
1691                 return;
1692         } else {
1693                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1694                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1695         }
1696         spin_unlock(&bufqspin);
1697
1698         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
1699             ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
1700                 bufcountwakeup();
1701         }
1702
1703         /*
1704          * Something we can maybe free or reuse.
1705          */
1706         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1707                 bufspacewakeup();
1708
1709         /*
1710          * Final cleanup and unlock.  Clear bits that are only used while a
1711          * buffer is actively locked.
1712          */
1713         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_NOCACHE | B_RELBUF);
1714         dsched_exit_buf(bp);
1715         BUF_UNLOCK(bp);
1716 }
1717
1718 /*
1719  * vfs_vmio_release:
1720  *
1721  *      Return backing pages held by the buffer 'bp' back to the VM system
1722  *      if possible.  The pages are freed if they are no longer valid or
1723  *      attempt to free if it was used for direct I/O otherwise they are
1724  *      sent to the page cache.
1725  *
1726  *      Pages that were marked busy are left alone and skipped.
1727  *
1728  *      The KVA mapping (b_data) for the underlying pages is removed by
1729  *      this function.
1730  */
1731 static void
1732 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1733 {
1734         int i;
1735         vm_page_t m;
1736
1737         lwkt_gettoken(&vm_token);
1738         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1739                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1740                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
1741
1742                 /*
1743                  * The VFS is telling us this is not a meta-data buffer
1744                  * even if it is backed by a block device.
1745                  */
1746                 if (bp->b_flags & B_NOTMETA)
1747                         vm_page_flag_set(m, PG_NOTMETA);
1748
1749                 /*
1750                  * This is a very important bit of code.  We try to track
1751                  * VM page use whether the pages are wired into the buffer
1752                  * cache or not.  While wired into the buffer cache the
1753                  * bp tracks the act_count.
1754                  *
1755                  * We can choose to place unwired pages on the inactive
1756                  * queue (0) or active queue (1).  If we place too many
1757                  * on the active queue the queue will cycle the act_count
1758                  * on pages we'd like to keep, just from single-use pages
1759                  * (such as when doing a tar-up or file scan).
1760                  */
1761                 if (bp->b_act_count < vm_cycle_point)
1762                         vm_page_unwire(m, 0);
1763                 else
1764                         vm_page_unwire(m, 1);
1765
1766                 /*
1767                  * We don't mess with busy pages, it is the responsibility
1768                  * of the process that busied the pages to deal with them.
1769                  *
1770                  * However, the caller may have marked the page invalid and
1771                  * we must still make sure the page is no longer mapped.
1772                  */
1773                 if ((m->flags & PG_BUSY) || (m->busy != 0)) {
1774                         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1775                         continue;
1776                 }
1777                         
1778                 if (m->wire_count == 0) {
1779                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1780                         /*
1781                          * Might as well free the page if we can and it has
1782                          * no valid data.  We also free the page if the
1783                          * buffer was used for direct I/O.
1784                          */
1785 #if 0
1786                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid &&
1787                                         m->hold_count == 0) {
1788                                 vm_page_busy(m);
1789                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1790                                 vm_page_free(m);
1791                         } else
1792 #endif
1793                         if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1794                                 vm_page_try_to_free(m);
1795                         } else if (vm_page_count_severe()) {
1796                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1797                                 vm_page_try_to_cache(m);
1798                         } else {
1799                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1800                         }
1801                 }
1802         }
1803         lwkt_reltoken(&vm_token);
1804
1805         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data),
1806                      bp->b_xio.xio_npages);
1807         if (bp->b_bufsize) {
1808                 bufspacewakeup();
1809                 bp->b_bufsize = 0;
1810         }
1811         bp->b_xio.xio_npages = 0;
1812         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1813         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1814         if (bp->b_vp)
1815                 brelvp(bp);
1816 }
1817
1818 /*
1819  * vfs_bio_awrite:
1820  *
1821  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1822  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1823  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1824  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1825  *
1826  *      The buffer is locked on call.
1827  */
1828 int
1829 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1830 {
1831         int i;
1832         int j;
1833         off_t loffset = bp->b_loffset;
1834         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1835         int nbytes;
1836         struct buf *bpa;
1837         int nwritten;
1838         int size;
1839
1840         /*
1841          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1842          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1843          * rather then at the beginning.
1844          *
1845          * NOTE: b_bio1 contains the logical loffset and is aliased
1846          * to b_loffset.  b_bio2 contains the translated block number.
1847          */
1848         if ((vp->v_type == VREG) && 
1849             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1850             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1851
1852                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1853
1854                 for (i = size; i < MAXPHYS; i += size) {
1855                         if ((bpa = findblk(vp, loffset + i, FINDBLK_TEST)) &&
1856                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1857                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1858                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1859                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1860                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1861                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1862                                      bp->b_bio2.bio_offset + i))
1863                                         break;
1864                         } else {
1865                                 break;
1866                         }
1867                 }
1868                 for (j = size; i + j <= MAXPHYS && j <= loffset; j += size) {
1869                         if ((bpa = findblk(vp, loffset - j, FINDBLK_TEST)) &&
1870                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1871                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1872                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1873                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1874                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1875                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1876                                      bp->b_bio2.bio_offset - j))
1877                                         break;
1878                         } else {
1879                                 break;
1880                         }
1881                 }
1882                 j -= size;
1883                 nbytes = (i + j);
1884
1885                 /*
1886                  * this is a possible cluster write
1887                  */
1888                 if (nbytes != size) {
1889                         BUF_UNLOCK(bp);
1890                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size,
1891                                                   loffset - j, nbytes);
1892                         return nwritten;
1893                 }
1894         }
1895
1896         /*
1897          * default (old) behavior, writing out only one block
1898          *
1899          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1900          */
1901         nwritten = bp->b_bufsize;
1902         bremfree(bp);
1903         bawrite(bp);
1904
1905         return nwritten;
1906 }
1907
1908 /*
1909  * getnewbuf:
1910  *
1911  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1912  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1913  *
1914  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1915  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1916  *
1917  *      We block if:
1918  *              We have insufficient buffer headers
1919  *              We have insufficient buffer space
1920  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1921  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1922  *
1923  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1924  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1925  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1926  *
1927  * MPALMOSTSAFE
1928  */
1929 static struct buf *
1930 getnewbuf(int blkflags, int slptimeo, int size, int maxsize)
1931 {
1932         struct buf *bp;
1933         struct buf *nbp;
1934         int defrag = 0;
1935         int nqindex;
1936         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
1937         static int flushingbufs;
1938
1939         /*
1940          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1941          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1942          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1943          * async I/O rather then sync I/O.
1944          */
1945         
1946         ++getnewbufcalls;
1947         --getnewbufrestarts;
1948 restart:
1949         ++getnewbufrestarts;
1950
1951         /*
1952          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1953          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1954          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1955          * dip into our reserves.
1956          *
1957          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1958          *
1959          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1960          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1961          * where we cannot backup.
1962          */
1963         nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1964         spin_lock(&bufqspin);
1965         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA]);
1966
1967         if (nbp == NULL) {
1968                 /*
1969                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1970                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1971                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1972                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1973                  */
1974                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1975                         nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1976                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
1977                 }
1978
1979                 /*
1980                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1981                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1982                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1983                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1984                  */
1985                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1986                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1987                         nqindex = BQUEUE_EMPTY;
1988                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY]);
1989                 }
1990         }
1991
1992         /*
1993          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1994          * depending.
1995          *
1996          * WARNING!  bufqspin is held!
1997          */
1998         while ((bp = nbp) != NULL) {
1999                 int qindex = nqindex;
2000
2001                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2002
2003                 /*
2004                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
2005                  * cycles through the queue twice before being selected.
2006                  */
2007                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN && 
2008                     (bp->b_flags & B_AGE) == 0 && nbp) {
2009                         bp->b_flags |= B_AGE;
2010                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
2011                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
2012                         continue;
2013                 }
2014
2015                 /*
2016                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
2017                  * or do other fancy things ).
2018                  */
2019                 if (nbp == NULL) {
2020                         switch(qindex) {
2021                         case BQUEUE_EMPTY:
2022                                 nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
2023                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA])))
2024                                         break;
2025                                 /* fall through */
2026                         case BQUEUE_EMPTYKVA:
2027                                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
2028                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN])))
2029                                         break;
2030                                 /* fall through */
2031                         case BQUEUE_CLEAN:
2032                                 /*
2033                                  * nbp is NULL. 
2034                                  */
2035                                 break;
2036                         }
2037                 }
2038
2039                 /*
2040                  * Sanity Checks
2041                  */
2042                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2043
2044                 /*
2045                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2046                  * buffers.
2047                  */
2048                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2049                         ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2050
2051                 /*
2052                  * Do not try to reuse a buffer with a non-zero b_refs.
2053                  * This is an unsynchronized test.  A synchronized test
2054                  * is also performed after we lock the buffer.
2055                  */
2056                 if (bp->b_refs)
2057                         continue;
2058
2059                 /*
2060                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2061                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
2062                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
2063                  * should also be non-zero at this point.  XXX
2064                  */
2065                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
2066                         kprintf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
2067                         continue;
2068                 }
2069
2070                 /*
2071                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2072                  * remains valid only for BQUEUE_EMPTY[KVA] bp's.  Buffers
2073                  * on the clean list must be disassociated from their 
2074                  * current vnode.  Buffers on the empty[kva] lists have
2075                  * already been disassociated.
2076                  */
2077
2078                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2079                         spin_unlock(&bufqspin);
2080                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", hz / 100);
2081                         goto restart;
2082                 }
2083                 if (bp->b_qindex != qindex) {
2084                         spin_unlock(&bufqspin);
2085                         kprintf("getnewbuf: warning, BUF_LOCK blocked "
2086                                 "unexpectedly on buf %p index %d->%d, "
2087                                 "race corrected\n",
2088                                 bp, qindex, bp->b_qindex);
2089                         BUF_UNLOCK(bp);
2090                         goto restart;
2091                 }
2092                 bremfree_locked(bp);
2093                 spin_unlock(&bufqspin);
2094
2095                 /*
2096                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2097                  * vnode.
2098                  *
2099                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2100                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2101                  * responsible for releasing the buffer.
2102                  *
2103                  * NOTE: bufqspin is UNLOCKED now.
2104                  */
2105                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2106                         buf_deallocate(bp);
2107                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2108                                 bqrelse(bp);
2109                                 goto restart;
2110                         }
2111                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2112                 }
2113
2114                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN) {
2115                         if (bp->b_flags & B_VMIO)
2116                                 vfs_vmio_release(bp);
2117                         if (bp->b_vp)
2118                                 brelvp(bp);
2119                 }
2120
2121                 /*
2122                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2123                  * the scan from this point on.
2124                  *
2125                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
2126                  * valid after this operation.
2127                  */
2128
2129                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp3 %p flags %08x vnode %p qindex %d unexpectededly still associated!", bp, bp->b_flags, bp->b_vp, qindex));
2130                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2131
2132                 /*
2133                  * critical section protection is not required when
2134                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
2135                  * wired.
2136                  */
2137                 if (bp->b_bufsize)
2138                         allocbuf(bp, 0);
2139
2140                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2141                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2142                 bp->b_vp = NULL;
2143                 bp->b_error = 0;
2144                 bp->b_resid = 0;
2145                 bp->b_bcount = 0;
2146                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2147                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2148                 bp->b_act_count = ACT_INIT;
2149                 reinitbufbio(bp);
2150                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2151                 buf_dep_init(bp);
2152                 if (blkflags & GETBLK_BHEAVY)
2153                         bp->b_flags |= B_HEAVY;
2154
2155                 /*
2156                  * If we are defragging then free the buffer.
2157                  */
2158                 if (defrag) {
2159                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2160                         bfreekva(bp);
2161                         brelse(bp);
2162                         defrag = 0;
2163                         goto restart;
2164                 }
2165
2166                 /*
2167                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2168                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2169                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2170                  */
2171                 if (bufspace >= hibufspace)
2172                         flushingbufs = 1;
2173                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2174                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2175                         bfreekva(bp);
2176                         brelse(bp);
2177                         goto restart;
2178                 }
2179                 if (bufspace < lobufspace)
2180                         flushingbufs = 0;
2181
2182                 /*
2183                  * The brelvp() above interlocked the buffer, test b_refs
2184                  * to determine if the buffer can be reused.  b_refs
2185                  * interlocks lookup/blocking-lock operations and allowing
2186                  * buffer reuse can create deadlocks depending on what
2187                  * (vp,loffset) is assigned to the reused buffer (see getblk).
2188                  */
2189                 if (bp->b_refs) {
2190                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2191                         bfreekva(bp);
2192                         brelse(bp);
2193                         goto restart;
2194                 }
2195
2196                 break;
2197                 /* NOT REACHED, bufqspin not held */
2198         }
2199
2200         /*
2201          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2202          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2203          *
2204          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2205          *
2206          * NOTE: bufqspin is held if bp is NULL, else it is not held.
2207          */
2208         if (bp == NULL) {
2209                 int flags;
2210                 char *waitmsg;
2211
2212                 spin_unlock(&bufqspin);
2213                 if (defrag) {
2214                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2215                         waitmsg = "nbufkv";
2216                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
2217                         waitmsg = "nbufbs";
2218                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2219                 } else {
2220                         waitmsg = "newbuf";
2221                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2222                 }
2223
2224                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2225                 spin_lock(&bufcspin);
2226                 needsbuffer |= flags;
2227                 while (needsbuffer & flags) {
2228                         if (ssleep(&needsbuffer, &bufcspin,
2229                                    slpflags, waitmsg, slptimeo)) {
2230                                 spin_unlock(&bufcspin);
2231                                 return (NULL);
2232                         }
2233                 }
2234                 spin_unlock(&bufcspin);
2235         } else {
2236                 /*
2237                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2238                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2239                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2240                  * BKVASIZE chunks.
2241                  *
2242                  * (bufqspin is not held)
2243                  */
2244                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2245
2246                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
2247                         vm_offset_t addr = 0;
2248                         int count;
2249
2250                         bfreekva(bp);
2251
2252                         count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
2253                         vm_map_lock(&buffer_map);
2254
2255                         if (vm_map_findspace(&buffer_map,
2256                                     vm_map_min(&buffer_map), maxsize,
2257                                     maxsize, 0, &addr)) {
2258                                 /*
2259                                  * Uh oh.  Buffer map is too fragmented.  We
2260                                  * must defragment the map.
2261                                  */
2262                                 vm_map_unlock(&buffer_map);
2263                                 vm_map_entry_release(count);
2264                                 ++bufdefragcnt;
2265                                 defrag = 1;
2266                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2267                                 brelse(bp);
2268                                 goto restart;
2269                         }
2270                         if (addr) {
2271                                 vm_map_insert(&buffer_map, &count,
2272                                         NULL, 0,
2273                                         addr, addr + maxsize,
2274                                         VM_MAPTYPE_NORMAL,
2275                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
2276                                         MAP_NOFAULT);
2277
2278                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
2279                                 bp->b_kvasize = maxsize;
2280                                 bufspace += bp->b_kvasize;
2281                                 ++bufreusecnt;
2282                         }
2283                         vm_map_unlock(&buffer_map);
2284                         vm_map_entry_release(count);
2285                 }
2286                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2287         }
2288         return(bp);
2289 }
2290
2291 /*
2292  * This routine is called in an emergency to recover VM pages from the
2293  * buffer cache by cashing in clean buffers.  The idea is to recover
2294  * enough pages to be able to satisfy a stuck bio_page_alloc().
2295  *
2296  * MPSAFE
2297  */
2298 static int
2299 recoverbufpages(void)
2300 {
2301         struct buf *bp;
2302         int bytes = 0;
2303
2304         ++recoverbufcalls;
2305
2306         spin_lock(&bufqspin);
2307         while (bytes < MAXBSIZE) {
2308                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
2309                 if (bp == NULL)
2310                         break;
2311
2312                 /*
2313                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
2314                  * cycles through the queue twice before being selected.
2315                  */
2316                 if ((bp->b_flags & B_AGE) == 0 && TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) {
2317                         bp->b_flags |= B_AGE;
2318                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
2319                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN],
2320                                           bp, b_freelist);
2321                         continue;
2322                 }
2323
2324                 /*
2325                  * Sanity Checks
2326                  */
2327                 KKASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_CLEAN);
2328                 KKASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0);
2329
2330                 /*
2331                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.
2332                  *
2333                  * Buffers on the clean list must be disassociated from
2334                  * their current vnode
2335                  */
2336
2337                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2338                         kprintf("recoverbufpages: warning, locked buf %p, "
2339                                 "race corrected\n",
2340                                 bp);
2341                         ssleep(&bd_request, &bufqspin, 0, "gnbxxx", hz / 100);
2342                         continue;
2343                 }
2344                 if (bp->b_qindex != BQUEUE_CLEAN) {
2345                         kprintf("recoverbufpages: warning, BUF_LOCK blocked "
2346                                 "unexpectedly on buf %p index %d, race "
2347                                 "corrected\n",
2348                                 bp, bp->b_qindex);
2349                         BUF_UNLOCK(bp);
2350                         continue;
2351                 }
2352                 bremfree_locked(bp);
2353                 spin_unlock(&bufqspin);
2354
2355                 /*
2356                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2357                  * vnode.
2358                  *
2359                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2360                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2361                  * responsible for releasing the buffer.
2362                  */
2363                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2364                         buf_deallocate(bp);
2365                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2366                                 bqrelse(bp);
2367                                 spin_lock(&bufqspin);
2368                                 continue;
2369                         }
2370                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2371                 }
2372
2373                 bytes += bp->b_bufsize;
2374
2375                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2376                         bp->b_flags |= B_DIRECT;    /* try to free pages */
2377                         vfs_vmio_release(bp);
2378                 }
2379                 if (bp->b_vp)
2380                         brelvp(bp);
2381
2382                 KKASSERT(bp->b_vp == NULL);
2383                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2384
2385                 /*
2386                  * critical section protection is not required when
2387                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
2388                  * wired.
2389                  */
2390                 if (bp->b_bufsize)
2391                         allocbuf(bp, 0);
2392
2393                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2394                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2395                 bp->b_vp = NULL;
2396                 bp->b_error = 0;
2397                 bp->b_resid = 0;
2398                 bp->b_bcount = 0;
2399                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2400                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2401                 reinitbufbio(bp);
2402                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2403                 buf_dep_init(bp);
2404                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2405                 /* bfreekva(bp); */
2406                 brelse(bp);
2407                 spin_lock(&bufqspin);
2408         }
2409         spin_unlock(&bufqspin);
2410         return(bytes);
2411 }
2412
2413 /*
2414  * buf_daemon:
2415  *
2416  *      Buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2417  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2418  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2419  *
2420  *      Once a flush is initiated it does not stop until the number
2421  *      of buffers falls below lodirtybuffers, but we will wake up anyone
2422  *      waiting at the mid-point.
2423  */
2424
2425 static struct kproc_desc buf_kp = {
2426         "bufdaemon",
2427         buf_daemon,
2428         &bufdaemon_td
2429 };
2430 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2431         kproc_start, &buf_kp)
2432
2433 static struct kproc_desc bufhw_kp = {
2434         "bufdaemon_hw",
2435         buf_daemon_hw,
2436         &bufdaemonhw_td
2437 };
2438 SYSINIT(bufdaemon_hw, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2439         kproc_start, &bufhw_kp)
2440
2441 /*
2442  * MPSAFE thread
2443  */
2444 static void
2445 buf_daemon(void)
2446 {
2447         int limit;
2448
2449         /*
2450          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2451          */
2452         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2453                               bufdaemon_td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2454         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2455
2456         /*
2457          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2458          */
2459         for (;;) {
2460                 kproc_suspend_loop();
2461
2462                 /*
2463                  * Do the flush as long as the number of dirty buffers
2464                  * (including those running) exceeds lodirtybufspace.
2465                  *
2466                  * When flushing limit running I/O to hirunningspace
2467                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2468                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2469                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2470                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2471                  *
2472                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2473                  * but because we split the operation into two threads we
2474                  * have to cut it in half for each thread.
2475                  */
2476                 waitrunningbufspace();
2477                 limit = lodirtybufspace / 2;
2478                 while (runningbufspace + dirtybufspace > limit ||
2479                        dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2) {
2480                         if (flushbufqueues(BQUEUE_DIRTY) == 0)
2481                                 break;
2482                         if (runningbufspace < hirunningspace)
2483                                 continue;
2484                         waitrunningbufspace();
2485                 }
2486
2487                 /*
2488                  * We reached our low water mark, reset the
2489                  * request and sleep until we are needed again.
2490                  * The sleep is just so the suspend code works.
2491                  */
2492                 spin_lock(&bufcspin);
2493                 if (bd_request == 0)
2494                         ssleep(&bd_request, &bufcspin, 0, "psleep", hz);
2495                 bd_request = 0;
2496                 spin_unlock(&bufcspin);
2497         }
2498 }
2499
2500 /*
2501  * MPSAFE thread
2502  */
2503 static void
2504 buf_daemon_hw(void)
2505 {
2506         int limit;
2507
2508         /*
2509          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2510          */
2511         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2512                               bufdaemonhw_td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2513         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2514
2515         /*
2516          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2517          */
2518         for (;;) {
2519                 kproc_suspend_loop();
2520
2521                 /*
2522                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2523                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2524                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2525                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2526                  *
2527                  * Once we decide to flush push the queued I/O up to
2528                  * hirunningspace in order to trigger bursting by the bioq
2529                  * subsystem.
2530                  *
2531                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2532                  * but because we split the operation into two threads we
2533                  * have to cut it in half for each thread.
2534                  */
2535                 waitrunningbufspace();
2536                 limit = lodirtybufspace / 2;
2537                 while (runningbufspace + dirtybufspacehw > limit ||
2538                        dirtybufcounthw >= nbuf / 2) {
2539                         if (flushbufqueues(BQUEUE_DIRTY_HW) == 0)
2540                                 break;
2541                         if (runningbufspace < hirunningspace)
2542                                 continue;
2543                         waitrunningbufspace();
2544                 }
2545
2546                 /*
2547                  * We reached our low water mark, reset the
2548                  * request and sleep until we are needed again.
2549                  * The sleep is just so the suspend code works.
2550                  */
2551                 spin_lock(&bufcspin);
2552                 if (bd_request_hw == 0)
2553                         ssleep(&bd_request_hw, &bufcspin, 0, "psleep", hz);
2554                 bd_request_hw = 0;
2555                 spin_unlock(&bufcspin);
2556         }
2557 }
2558
2559 /*
2560  * flushbufqueues:
2561  *
2562  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2563  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2564  *      particularly sensitive to.
2565  *
2566  *      B_RELBUF may only be set by VFSs.  We do set B_AGE to indicate
2567  *      that we really want to try to get the buffer out and reuse it
2568  *      due to the write load on the machine.
2569  *
2570  *      We must lock the buffer in order to check its validity before we
2571  *      can mess with its contents.  bufqspin isn't enough.
2572  */
2573 static int
2574 flushbufqueues(bufq_type_t q)
2575 {
2576         struct buf *bp;
2577         int r = 0;
2578         int spun;
2579
2580         spin_lock(&bufqspin);
2581         spun = 1;
2582
2583         bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[q]);
2584         while (bp) {
2585                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2586                         kprintf("Unexpected clean buffer %p\n", bp);
2587                         bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2588                         continue;
2589                 }
2590                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2591                         bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2592                         continue;
2593                 }
2594                 KKASSERT(bp->b_qindex == q);
2595
2596                 /*
2597                  * Must recheck B_DELWRI after successfully locking
2598                  * the buffer.
2599                  */
2600                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2601                         BUF_UNLOCK(bp);
2602                         bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2603                         continue;
2604                 }
2605
2606                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2607                         _bremfree(bp);
2608                         spin_unlock(&bufqspin);
2609                         spun = 0;
2610                         brelse(bp);
2611                         ++r;
2612                         break;
2613                 }
2614
2615                 spin_unlock(&bufqspin);
2616                 spun = 0;
2617
2618                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2619                     (bp->b_flags & B_DEFERRED) == 0 &&
2620                     buf_countdeps(bp, 0)) {
2621                         spin_lock(&bufqspin);
2622                         spun = 1;
2623                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[q], bp, b_freelist);
2624                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[q], bp, b_freelist);
2625                         bp->b_flags |= B_DEFERRED;
2626                         BUF_UNLOCK(bp);
2627                         bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[q]);
2628                         continue;
2629                 }
2630
2631                 /*
2632                  * If the buffer has a dependancy, buf_checkwrite() must
2633                  * also return 0 for us to be able to initate the write.
2634                  *
2635                  * If the buffer is flagged B_ERROR it may be requeued
2636                  * over and over again, we try to avoid a live lock.
2637                  *
2638                  * NOTE: buf_checkwrite is MPSAFE.
2639                  */
2640                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && buf_checkwrite(bp)) {
2641                         bremfree(bp);
2642                         brelse(bp);
2643                 } else if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2644                         tsleep(bp, 0, "bioer", 1);
2645                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2646                         vfs_bio_awrite(bp);
2647                 } else {
2648                         bp->b_flags |= B_AGE;
2649                         vfs_bio_awrite(bp);
2650                 }
2651                 ++r;
2652                 break;
2653         }
2654         if (spun)
2655                 spin_unlock(&bufqspin);
2656         return (r);
2657 }
2658
2659 /*
2660  * inmem:
2661  *
2662  *      Returns true if no I/O is needed to access the associated VM object.
2663  *      This is like findblk except it also hunts around in the VM system for
2664  *      the data.
2665  *
2666  *      Note that we ignore vm_page_free() races from interrupts against our
2667  *      lookup, since if the caller is not protected our return value will not
2668  *      be any more valid then otherwise once we exit the critical section.
2669  */
2670 int
2671 inmem(struct vnode *vp, off_t loffset)
2672 {
2673         vm_object_t obj;
2674         vm_offset_t toff, tinc, size;
2675         vm_page_t m;
2676
2677         if (findblk(vp, loffset, FINDBLK_TEST))
2678                 return 1;
2679         if (vp->v_mount == NULL)
2680                 return 0;
2681         if ((obj = vp->v_object) == NULL)
2682                 return 0;
2683
2684         size = PAGE_SIZE;
2685         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2686                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2687
2688         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2689                 lwkt_gettoken(&vm_token);
2690                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(loffset + toff));
2691                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2692                 if (m == NULL)
2693                         return 0;
2694                 tinc = size;
2695                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK))
2696                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK);
2697                 if (vm_page_is_valid(m,
2698                     (vm_offset_t) ((toff + loffset) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2699                         return 0;
2700         }
2701         return 1;
2702 }
2703
2704 /*
2705  * findblk:
2706  *
2707  *      Locate and return the specified buffer.  Unless flagged otherwise,
2708  *      a locked buffer will be returned if it exists or NULL if it does not.
2709  *
2710  *      findblk()'d buffers are still on the bufqueues and if you intend
2711  *      to use your (locked NON-TEST) buffer you need to bremfree(bp)
2712  *      and possibly do other stuff to it.
2713  *
2714  *      FINDBLK_TEST    - Do not lock the buffer.  The caller is responsible
2715  *                        for locking the buffer and ensuring that it remains
2716  *                        the desired buffer after locking.
2717  *
2718  *      FINDBLK_NBLOCK  - Lock the buffer non-blocking.  If we are unable
2719  *                        to acquire the lock we return NULL, even if the
2720  *                        buffer exists.
2721  *
2722  *      FINDBLK_REF     - Returns the buffer ref'd, which prevents reuse
2723  *                        by getnewbuf() but does not prevent disassociation
2724  *                        while we are locked.  Used to avoid deadlocks
2725  *                        against random (vp,loffset)s due to reassignment.
2726  *
2727  *      (0)             - Lock the buffer blocking.
2728  *
2729  * MPSAFE
2730  */
2731 struct buf *
2732 findblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int flags)
2733 {
2734         struct buf *bp;
2735         int lkflags;
2736
2737         lkflags = LK_EXCLUSIVE;
2738         if (flags & FINDBLK_NBLOCK)
2739                 lkflags |= LK_NOWAIT;
2740
2741         for (;;) {
2742                 /*
2743                  * Lookup.  Ref the buf while holding v_token to prevent
2744                  * reuse (but does not prevent diassociation).
2745                  */
2746                 lwkt_gettoken(&vp->v_token);
2747                 bp = buf_rb_hash_RB_LOOKUP(&vp->v_rbhash_tree, loffset);
2748                 if (bp == NULL) {
2749                         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
2750                         return(NULL);
2751                 }
2752                 atomic_add_int(&bp->b_refs, 1);
2753                 lwkt_reltoken(&vp->v_token);
2754
2755                 /*
2756                  * If testing only break and return bp, do not lock.
2757                  */
2758                 if (flags & FINDBLK_TEST)
2759                         break;
2760
2761                 /*
2762                  * Lock the buffer, return an error if the lock fails.
2763                  * (only FINDBLK_NBLOCK can cause the lock to fail).
2764                  */
2765                 if (BUF_LOCK(bp, lkflags)) {
2766                         atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2767                         /* bp = NULL; not needed */
2768                         return(NULL);
2769                 }
2770
2771                 /*
2772                  * Revalidate the locked buf before allowing it to be
2773                  * returned.
2774                  */
2775                 if (bp->b_vp == vp && bp->b_loffset == loffset)
2776                         break;
2777                 atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2778                 BUF_UNLOCK(bp);
2779         }
2780
2781         /*
2782          * Success
2783          */
2784         if ((flags & FINDBLK_REF) == 0)
2785                 atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2786         return(bp);
2787 }
2788
2789 void
2790 unrefblk(struct buf *bp)
2791 {
2792         atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2793 }
2794
2795 /*
2796  * getcacheblk:
2797  *
2798  *      Similar to getblk() except only returns the buffer if it is
2799  *      B_CACHE and requires no other manipulation.  Otherwise NULL
2800  *      is returned.
2801  *
2802  *      If B_RAM is set the buffer might be just fine, but we return
2803  *      NULL anyway because we want the code to fall through to the
2804  *      cluster read.  Otherwise read-ahead breaks.
2805  */
2806 struct buf *
2807 getcacheblk(struct vnode *vp, off_t loffset)
2808 {
2809         struct buf *bp;
2810
2811         bp = findblk(vp, loffset, 0);
2812         if (bp) {
2813                 if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE | B_RAM)) == B_CACHE) {
2814                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2815                         bremfree(bp);
2816                 } else {
2817                         BUF_UNLOCK(bp);
2818                         bp = NULL;
2819                 }
2820         }
2821         return (bp);
2822 }
2823
2824 /*
2825  * getblk:
2826  *
2827  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2828  *      B_INVAL may or may not be set on return.  The caller should clear
2829  *      B_INVAL prior to initiating a READ.
2830  *
2831  *      IT IS IMPORTANT TO UNDERSTAND THAT IF YOU CALL GETBLK() AND B_CACHE
2832  *      IS NOT SET, YOU MUST INITIALIZE THE RETURNED BUFFER, ISSUE A READ,
2833  *      OR SET B_INVAL BEFORE RETIRING IT.  If you retire a getblk'd buffer
2834  *      without doing any of those things the system will likely believe
2835  *      the buffer to be valid (especially if it is not B_VMIO), and the
2836  *      next getblk() will return the buffer with B_CACHE set.
2837  *
2838  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2839  *      an existing buffer.
2840  *
2841  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2842  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2843  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2844  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2845  *
2846  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2847  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2848  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2849  *      backing VM.
2850  *
2851  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2852  *      B_CACHE bit is clear.
2853  *      
2854  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2855  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2856  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2857  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2858  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2859  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2860  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2861  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2862  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
2863  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2864  *
2865  *      getblk flags:
2866  *
2867  *      GETBLK_PCATCH - catch signal if blocked, can cause NULL return
2868  *      GETBLK_BHEAVY - heavy-weight buffer cache buffer
2869  *
2870  * MPALMOSTSAFE
2871  */
2872 struct buf *
2873 getblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int blkflags, int slptimeo)
2874 {
2875         struct buf *bp;
2876         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
2877         int error;
2878         int lkflags;
2879
2880         if (size > MAXBSIZE)
2881                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)", size, MAXBSIZE);
2882         if (vp->v_object == NULL)
2883                 panic("getblk: vnode %p has no object!", vp);
2884
2885 loop:
2886         if ((bp = findblk(vp, loffset, FINDBLK_REF | FINDBLK_TEST)) != NULL) {
2887                 /*
2888                  * The buffer was found in the cache, but we need to lock it.
2889                  * We must acquire a ref on the bp to prevent reuse, but
2890                  * this will not prevent disassociation (brelvp()) so we
2891                  * must recheck (vp,loffset) after acquiring the lock.
2892                  *
2893                  * Without the ref the buffer could potentially be reused
2894                  * before we acquire the lock and create a deadlock
2895                  * situation between the thread trying to reuse the buffer
2896                  * and us due to the fact that we would wind up blocking
2897                  * on a random (vp,loffset).
2898                  */
2899                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2900                         if (blkflags & GETBLK_NOWAIT) {
2901                                 unrefblk(bp);
2902                                 return(NULL);
2903                         }
2904                         lkflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL;
2905                         if (blkflags & GETBLK_PCATCH)
2906                                 lkflags |= LK_PCATCH;
2907                         error = BUF_TIMELOCK(bp, lkflags, "getblk", slptimeo);
2908                         if (error) {
2909                                 unrefblk(bp);
2910                                 if (error == ENOLCK)
2911                                         goto loop;
2912                                 return (NULL);
2913                         }
2914                         /* buffer may have changed on us */
2915                 }
2916                 unrefblk(bp);
2917
2918                 /*
2919                  * Once the buffer has been locked, make sure we didn't race
2920                  * a buffer recyclement.  Buffers that are no longer hashed
2921                  * will have b_vp == NULL, so this takes care of that check
2922                  * as well.
2923                  */
2924                 if (bp->b_vp != vp || bp->b_loffset != loffset) {
2925                         kprintf("Warning buffer %p (vp %p loffset %lld) "
2926                                 "was recycled\n",
2927                                 bp, vp, (long long)loffset);
2928                         BUF_UNLOCK(bp);
2929                         goto loop;
2930                 }
2931
2932                 /*
2933                  * If SZMATCH any pre-existing buffer must be of the requested
2934                  * size or NULL is returned.  The caller absolutely does not
2935                  * want getblk() to bwrite() the buffer on a size mismatch.
2936                  */
2937                 if ((blkflags & GETBLK_SZMATCH) && size != bp->b_bcount) {
2938                         BUF_UNLOCK(bp);
2939                         return(NULL);
2940                 }
2941
2942                 /*
2943                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2944                  */
2945                 KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
2946                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2947                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2948
2949                 /*
2950                  * Make sure that B_INVAL buffers do not have a cached
2951                  * block number translation.
2952                  */
2953                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) && (bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET)) {
2954                         kprintf("Warning invalid buffer %p (vp %p loffset %lld)"
2955                                 " did not have cleared bio_offset cache\n",
2956                                 bp, vp, (long long)loffset);
2957                         clearbiocache(&bp->b_bio2);
2958                 }
2959
2960                 /*
2961                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2962                  * invalid.
2963                  */
2964                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2965                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2966                 bremfree(bp);
2967
2968                 /*
2969                  * Any size inconsistancy with a dirty buffer or a buffer
2970                  * with a softupdates dependancy must be resolved.  Resizing
2971                  * the buffer in such circumstances can lead to problems.
2972                  *
2973                  * Dirty or dependant buffers are written synchronously.
2974                  * Other types of buffers are simply released and
2975                  * reconstituted as they may be backed by valid, dirty VM
2976                  * pages (but not marked B_DELWRI).
2977                  *
2978                  * NFS NOTE: NFS buffers which straddle EOF are oddly-sized
2979                  * and may be left over from a prior truncation (and thus
2980                  * no longer represent the actual EOF point), so we
2981                  * definitely do not want to B_NOCACHE the backing store.
2982                  */
2983                 if (size != bp->b_bcount) {
2984                         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2985                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2986                                 bwrite(bp);
2987                         } else if (LIST_FIRST(&bp->b_dep)) {
2988                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2989                                 bwrite(bp);
2990                         } else {
2991                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2992                                 brelse(bp);
2993                         }
2994                         goto loop;
2995                 }
2996                 KKASSERT(size <= bp->b_kvasize);
2997                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET, 
2998                         ("getblk: no buffer offset"));
2999
3000                 /*
3001                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3002                  * be committed before we can return the buffer in
3003                  * order to prevent the caller from issuing a read
3004                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3005                  * it.
3006                  *
3007                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3008                  * operate properly either because they assume they
3009                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3010                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3011                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3012                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3013                  * preventing further loops.
3014                  *
3015                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3016                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3017                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3018                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3019                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3020                  * after the write.
3021                  *
3022                  * XXX Should this be B_RELBUF instead of B_NOCACHE?
3023                  *     I'm not even sure this state is still possible
3024                  *     now that getblk() writes out any dirty buffers
3025                  *     on size changes.
3026                  *
3027                  * We might be able to do something fancy, like setting
3028                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3029                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3030                  * confusing.  This is much easier.
3031                  */
3032
3033                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3034                         kprintf("getblk: Warning, bp %p loff=%jx DELWRI set "
3035                                 "and CACHE clear, b_flags %08x\n",
3036                                 bp, (intmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags);
3037                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3038                         bwrite(bp);
3039                         goto loop;
3040                 }
3041         } else {
3042                 /*
3043                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3044                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3045                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3046                  *
3047                  * Calculating the offset for the I/O requires figuring out
3048                  * the block size.  We use DEV_BSIZE for VBLK or VCHR and
3049                  * the mount's f_iosize otherwise.  If the vnode does not
3050                  * have an associated mount we assume that the passed size is 
3051                  * the block size.  
3052                  *
3053                  * Note that vn_isdisk() cannot be used here since it may
3054                  * return a failure for numerous reasons.   Note that the
3055                  * buffer size may be larger then the block size (the caller
3056                  * will use block numbers with the proper multiple).  Beware
3057                  * of using any v_* fields which are part of unions.  In
3058                  * particular, in DragonFly the mount point overloading 
3059                  * mechanism uses the namecache only and the underlying
3060                  * directory vnode is not a special case.
3061                  */
3062                 int bsize, maxsize;
3063
3064                 if (vp->v_type == VBLK || vp->v_type == VCHR)
3065                         bsize = DEV_BSIZE;
3066                 else if (vp->v_mount)
3067                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3068                 else
3069                         bsize = size;
3070
3071                 maxsize = size + (loffset & PAGE_MASK);
3072                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3073
3074                 bp = getnewbuf(blkflags, slptimeo, size, maxsize);
3075                 if (bp == NULL) {
3076                         if (slpflags || slptimeo)
3077                                 return NULL;
3078                         goto loop;
3079                 }
3080
3081                 /*
3082                  * Atomically insert the buffer into the hash, so that it can
3083                  * be found by findblk().
3084                  *
3085                  * If bgetvp() returns non-zero a collision occured, and the
3086                  * bp will not be associated with the vnode.
3087                  *
3088                  * Make sure the translation layer has been cleared.
3089                  */
3090                 bp->b_loffset = loffset;
3091                 bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
3092                 /* bp->b_bio2.bio_next = NULL; */
3093
3094                 if (bgetvp(vp, bp, size)) {
3095                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3096                         brelse(bp);
3097                         goto loop;
3098                 }
3099
3100                 /*
3101                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
3102                  */
3103                 KKASSERT(vp->v_object != NULL);
3104                 bp->b_flags |= B_VMIO;
3105                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3106
3107                 allocbuf(bp, size);
3108         }
3109         KKASSERT(dsched_is_clear_buf_priv(bp));
3110         return (bp);
3111 }
3112
3113 /*
3114  * regetblk(bp)
3115  *
3116  * Reacquire a buffer that was previously released to the locked queue,
3117  * or reacquire a buffer which is interlocked by having bioops->io_deallocate
3118  * set B_LOCKED (which handles the acquisition race).
3119  *
3120  * To this end, either B_LOCKED must be set or the dependancy list must be
3121  * non-empty.
3122  *
3123  * MPSAFE
3124  */
3125 void
3126 regetblk(struct buf *bp)
3127 {
3128         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) || LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL);
3129         BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3130         bremfree(bp);
3131 }
3132
3133 /*
3134  * geteblk:
3135  *
3136  *      Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is
3137  *      initially set to B_INVAL.
3138  *
3139  *      critical section protection is not required for the allocbuf()
3140  *      call because races are impossible here.
3141  *
3142  * MPALMOSTSAFE
3143  */
3144 struct buf *
3145 geteblk(int size)
3146 {
3147         struct buf *bp;
3148         int maxsize;
3149
3150         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3151
3152         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, maxsize)) == 0)
3153                 ;
3154         allocbuf(bp, size);
3155         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3156         KKASSERT(dsched_is_clear_buf_priv(bp));
3157         return (bp);
3158 }
3159
3160
3161 /*
3162  * allocbuf:
3163  *
3164  *      This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3165  *      memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3166  *      VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3167  *      resize a buffer up or down.
3168  *
3169  *      Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3170  *      deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3171  *      There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3172  *      the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of
3173  *      data.
3174  *
3175  *      allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3176  *      B_CACHE for the non-VMIO case.
3177  *
3178  *      This routine does not need to be called from a critical section but you
3179  *      must own the buffer.
3180  *
3181  * MPSAFE
3182  */
3183 int
3184 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3185 {
3186         int newbsize, mbsize;
3187         int i;
3188
3189         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
3190                 panic("allocbuf: buffer not busy");
3191
3192         if (bp->b_kvasize < size)
3193                 panic("allocbuf: buffer too small");
3194
3195         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3196                 caddr_t origbuf;
3197                 int origbufsize;
3198                 /*
3199                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3200                  * mess with B_CACHE.
3201                  */
3202                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3203                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3204                         newbsize = mbsize;
3205                 else
3206                         newbsize = round_page(size);
3207
3208                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3209                         /*
3210                          * Malloced buffers are not shrunk
3211                          */
3212                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3213                                 if (newbsize) {
3214                                         bp->b_bcount = size;
3215                                 } else {
3216                                         kfree(bp->b_data, M_BIOBUF);
3217                                         if (bp->b_bufsize) {
3218                                                 atomic_subtract_int(&bufmallocspace, bp->b_bufsize);
3219                                                 bufspacewakeup();
3220                                                 bp->b_bufsize = 0;
3221                                         }
3222                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3223                                         bp->b_bcount = 0;
3224                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3225                                 }
3226                                 return 1;
3227                         }               
3228                         vm_hold_free_pages(
3229                             bp,
3230                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
3231                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
3232                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3233                         /*
3234                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3235                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3236                          * grows.
3237                          */
3238                         if ((bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3239                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3240                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3241
3242                                 bp->b_data = kmalloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3243                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3244                                 bp->b_bcount = size;
3245                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3246                                 atomic_add_int(&bufmallocspace, mbsize);
3247                                 return 1;
3248                         }
3249                         origbuf = NULL;
3250                         origbufsize = 0;
3251                         /*
3252                          * If the buffer is growing on its other-than-first
3253                          * allocation, then we revert to the page-allocation
3254                          * scheme.
3255                          */
3256                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3257                                 origbuf = bp->b_data;
3258                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3259                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3260                                 if (bp->b_bufsize) {
3261                                         atomic_subtract_int(&bufmallocspace,
3262                                                             bp->b_bufsize);
3263                                         bufspacewakeup();
3264                                         bp->b_bufsize = 0;
3265                                 }
3266                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3267                                 newbsize = round_page(newbsize);
3268                         }
3269                         vm_hold_load_pages(
3270                             bp,
3271                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3272                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3273                         if (origbuf) {
3274                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3275                                 kfree(origbuf, M_BIOBUF);
3276                         }
3277                 }
3278         } else {
3279                 vm_page_t m;
3280                 int desiredpages;
3281
3282                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3283                 desiredpages = ((int)(bp->b_loffset & PAGE_MASK) +
3284                                 newbsize + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
3285                 KKASSERT(desiredpages <= XIO_INTERNAL_PAGES);
3286
3287                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3288                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3289                 /*
3290                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3291                  * 0-length.
3292                  */
3293                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3294                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3295
3296                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3297                         /*
3298                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3299                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3300                          * if we have to remove any pages.
3301                          */
3302                         if (desiredpages < bp->b_xio.xio_npages) {
3303                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3304                                         /*
3305                                          * the page is not freed here -- it
3306                                          * is the responsibility of 
3307                                          * vnode_pager_setsize
3308                                          */
3309                                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3310                                         KASSERT(m != bogus_page,
3311                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3312                                         while (vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "biodep"))
3313                                                 ;
3314
3315                                         bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3316                                         vm_page_unwire(m, 0);
3317                                 }
3318                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3319                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_xio.xio_npages - desiredpages));
3320                                 bp->b_xio.xio_npages = desiredpages;
3321                         }
3322                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3323                         /*
3324                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3325                          * byte-granular fashion.
3326                          */
3327                         struct vnode *vp;
3328                         vm_object_t obj;
3329                         vm_offset_t toff;
3330                         vm_offset_t tinc;
3331
3332                         /*
3333                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3334                          * allocating them if necessary.  We must clear
3335                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3336                          * range covered by the buffer.
3337                          *
3338                          * critical section protection is required to protect
3339                          * against interrupts unbusying and freeing pages
3340                          * between our vm_page_lookup() and our
3341                          * busycheck/wiring call.
3342                          */
3343                         vp = bp->b_vp;
3344                         obj = vp->v_object;
3345
3346                         lwkt_gettoken(&vm_token);
3347                         while (bp->b_xio.xio_npages < desiredpages) {
3348                                 vm_page_t m;
3349                                 vm_pindex_t pi;
3350
3351                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + bp->b_xio.xio_npages;
3352                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
3353                                         /*
3354                                          * note: must allocate system pages
3355                                          * since blocking here could intefere
3356                                          * with paging I/O, no matter which
3357                                          * process we are.
3358                                          */
3359                                         m = bio_page_alloc(obj, pi, desiredpages - bp->b_xio.xio_npages);
3360                                         if (m) {
3361                                                 vm_page_wire(m);
3362                                                 vm_page_wakeup(m);
3363                                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3364                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3365                                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3366                                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3367                                         }
3368                                         continue;
3369                                 }
3370
3371                                 /*
3372                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
3373                                  * retry because it might have gotten freed out
3374                                  * from under us.
3375                                  *
3376                                  * We can only test PG_BUSY here.  Blocking on
3377                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3378                                  *
3379                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3380                                  *
3381                                  */
3382
3383                                 if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
3384                                         continue;
3385                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3386                                 vm_page_wire(m);
3387                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3388                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3389                                 if (bp->b_act_count < m->act_count)
3390                                         bp->b_act_count = m->act_count;
3391                         }
3392                         lwkt_reltoken(&vm_token);
3393
3394                         /*
3395                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3396                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3397                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3398                          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3399                          * aligned range ( newbsize ).
3400                          *
3401                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3402                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3403                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3404                          * fails with NFS if the server or some other client
3405                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3406                          * B_CACHE may remain set! XXX
3407                          */
3408
3409                         toff = bp->b_bcount;
3410                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_loffset + toff) & PAGE_MASK);
3411
3412                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3413                                 vm_pindex_t pi;
3414
3415                                 if (tinc > (size - toff))
3416                                         tinc = size - toff;
3417
3418                                 pi = ((bp->b_loffset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3419                                     PAGE_SHIFT;
3420
3421                                 vfs_buf_test_cache(
3422                                     bp, 
3423                                     bp->b_loffset,
3424                                     toff, 
3425                                     tinc, 
3426                                     bp->b_xio.xio_pages[pi]
3427                                 );
3428                                 toff += tinc;
3429                                 tinc = PAGE_SIZE;
3430                         }
3431
3432                         /*
3433                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3434                          * bp->b_data is relative to bp->b_loffset, but 
3435                          * bp->b_loffset may be offset into the first page.
3436                          */
3437
3438                         bp->b_data = (caddr_t)
3439                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3440                         pmap_qenter(
3441                             (vm_offset_t)bp->b_data,
3442                             bp->b_xio.xio_pages, 
3443                             bp->b_xio.xio_npages
3444                         );
3445                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
3446                             (vm_offset_t)(bp->b_loffset & PAGE_MASK));
3447                 }
3448         }
3449
3450         /* adjust space use on already-dirty buffer */
3451         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3452                 spin_lock(&bufcspin);
3453                 dirtybufspace += newbsize - bp->b_bufsize;
3454                 if (bp->b_flags & B_HEAVY)
3455                         dirtybufspacehw += newbsize - bp->b_bufsize;
3456                 spin_unlock(&bufcspin);
3457         }
3458         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3459                 bufspacewakeup();
3460         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3461         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3462         return 1;
3463 }
3464
3465 /*
3466  * biowait:
3467  *
3468  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status. B_EINTR
3469  *      is converted into an EINTR error but not cleared (since a chain
3470  *      of biowait() calls may occur).
3471  *
3472  *      On return bpdone() will have been called but the buffer will remain
3473  *      locked and will not have been brelse()'d.
3474  *
3475  *      NOTE!  If a timeout is specified and ETIMEDOUT occurs the I/O is
3476  *      likely still in progress on return.
3477  *
3478  *      NOTE!  This operation is on a BIO, not a BUF.
3479  *
3480  *      NOTE!  BIO_DONE is cleared by vn_strategy()
3481  *
3482  * MPSAFE
3483  */
3484 static __inline int
3485 _biowait(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3486 {
3487         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3488         u_int32_t flags;
3489         u_int32_t nflags;
3490         int error;
3491
3492         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3493         for (;;) {
3494                 flags = bio->bio_flags;
3495                 if (flags & BIO_DONE)
3496                         break;
3497                 tsleep_interlock(bio, 0);
3498                 nflags = flags | BIO_WANT;
3499                 tsleep_interlock(bio, 0);
3500                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3501                         if (wmesg)
3502                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, wmesg, to);
3503                         else if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3504                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biord", to);
3505                         else
3506                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biowr", to);
3507                         if (error) {
3508                                 kprintf("tsleep error biowait %d\n", error);
3509                                 return (error);
3510                         }
3511                 }
3512         }
3513
3514         /*
3515          * Finish up.
3516          */
3517         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3518         bio->bio_flags &= ~(BIO_DONE | BIO_SYNC);
3519         if (bp->b_flags & B_EINTR)
3520                 return (EINTR);
3521         if (bp->b_flags & B_ERROR)
3522                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3523         return (0);
3524 }
3525
3526 int
3527 biowait(struct bio *bio, const char *wmesg)
3528 {
3529         return(_biowait(bio, wmesg, 0));
3530 }
3531
3532 int
3533 biowait_timeout(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3534 {
3535         return(_biowait(bio, wmesg, to));
3536 }
3537
3538 /*
3539  * This associates a tracking count with an I/O.  vn_strategy() and
3540  * dev_dstrategy() do this automatically but there are a few cases
3541  * where a vnode or device layer is bypassed when a block translation
3542  * is cached.  In such cases bio_start_transaction() may be called on
3543  * the bypassed layers so the system gets an I/O in progress indication 
3544  * for those higher layers.
3545  */
3546 void
3547 bio_start_transaction(struct bio *bio, struct bio_track *track)
3548 {
3549         bio->bio_track = track;
3550         if (dsched_is_clear_buf_priv(bio->bio_buf))
3551                 dsched_new_buf(bio->bio_buf);
3552         bio_track_ref(track);
3553 }
3554
3555 /*
3556  * Initiate I/O on a vnode.
3557  *
3558  * SWAPCACHE OPERATION:
3559  *
3560  *      Real buffer cache buffers have a non-NULL bp->b_vp.  Unfortunately
3561  *      devfs also uses b_vp for fake buffers so we also have to check
3562  *      that B_PAGING is 0.  In this case the passed 'vp' is probably the
3563  *      underlying block device.  The swap assignments are related to the
3564  *      buffer cache buffer's b_vp, not the passed vp.
3565  *
3566  *      The passed vp == bp->b_vp only in the case where the strategy call
3567  *      is made on the vp itself for its own buffers (a regular file or
3568  *      block device vp).  The filesystem usually then re-calls vn_strategy()
3569  *      after translating the request to an underlying device.
3570  *
3571  *      Cluster buffers set B_CLUSTER and the passed vp is the vp of the
3572  *      underlying buffer cache buffers.
3573  *
3574  *      We can only deal with page-aligned buffers at the moment, because
3575  *      we can't tell what the real dirty state for pages straddling a buffer
3576  *      are.
3577  *
3578  *      In order to call swap_pager_strategy() we must provide the VM object
3579  *      and base offset for the underlying buffer cache pages so it can find
3580  *      the swap blocks.
3581  */
3582 void
3583 vn_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3584 {
3585         struct bio_track *track;
3586         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3587
3588         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3589
3590         /*
3591          * Set when an I/O is issued on the bp.  Cleared by consumers
3592          * (aka HAMMER), allowing the consumer to determine if I/O had
3593          * actually occurred.
3594          */
3595         bp->b_flags |= B_IODEBUG;
3596
3597         /*
3598          * Handle the swap cache intercept.
3599          */
3600         if (vn_cache_strategy(vp, bio))
3601                 return;
3602
3603         /*
3604          * Otherwise do the operation through the filesystem
3605          */
3606         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3607                 track = &vp->v_track_read;
3608         else
3609                 track = &vp->v_track_write;
3610         KKASSERT((bio->bio_flags & BIO_DONE) == 0);
3611         bio->bio_track = track;
3612         if (dsched_is_clear_buf_priv(bio->bio_buf))
3613                 dsched_new_buf(bio->bio_buf);
3614         bio_track_ref(track);
3615         vop_strategy(*vp->v_ops, vp, bio);
3616 }
3617
3618 int
3619 vn_cache_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3620 {
3621         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3622         struct bio *nbio;
3623         vm_object_t object;
3624         vm_page_t m;
3625         int i;
3626
3627         /*
3628          * Is this buffer cache buffer suitable for reading from
3629          * the swap cache?
3630          */
3631         if (vm_swapcache_read_enable == 0 ||
3632             bp->b_cmd != BUF_CMD_READ ||
3633             ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0 &&
3634              (bp->b_vp == NULL || (bp->b_flags & B_PAGING))) ||
3635             ((int)bp->b_loffset & PAGE_MASK) != 0 ||
3636             (bp->b_bcount & PAGE_MASK) != 0) {
3637                 return(0);
3638         }
3639
3640         /*
3641          * Figure out the original VM object (it will match the underlying
3642          * VM pages).  Note that swap cached data uses page indices relative
3643          * to that object, not relative to bio->bio_offset.
3644          */
3645         if (bp->b_flags & B_CLUSTER)
3646                 object = vp->v_object;
3647         else
3648                 object = bp->b_vp->v_object;
3649
3650         /*
3651          * In order to be able to use the swap cache all underlying VM
3652          * pages must be marked as such, and we can't have any bogus pages.
3653          */
3654         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
3655                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3656                 if ((m->flags & PG_SWAPPED) == 0)
3657                         break;
3658                 if (m == bogus_page)
3659                         break;
3660         }
3661
3662         /*
3663          * If we are good then issue the I/O using swap_pager_strategy()
3664          */
3665         if (i == bp->b_xio.xio_npages) {
3666                 m = bp->b_xio.xio_pages[0];
3667                 nbio = push_bio(bio);
3668                 nbio->bio_offset = ptoa(m->pindex);
3669                 KKASSERT(m->object == object);
3670                 swap_pager_strategy(object, nbio);
3671                 return(1);
3672         }
3673         return(0);
3674 }
3675
3676 /*
3677  * bpdone:
3678  *
3679  *      Finish I/O on a buffer after all BIOs have been processed.
3680  *      Called when the bio chain is exhausted or by biowait.  If called
3681  *      by biowait, elseit is typically 0.
3682  *
3683  *      bpdone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3684  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3685  *      assuming B_INVAL is clear.
3686  *
3687  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3688  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3689  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3690  *
3691  *      bpdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3692  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3693  *      in the biodone routine.
3694  */
3695 void
3696 bpdone(struct buf *bp, int elseit)
3697 {
3698         buf_cmd_t cmd;
3699
3700         KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) > 0, 
3701                 ("biodone: bp %p not busy %d", bp, BUF_REFCNTNB(bp)));
3702         KASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE, 
3703                 ("biodone: bp %p already done!", bp));
3704
3705         /*
3706          * No more BIOs are left.  All completion functions have been dealt
3707          * with, now we clean up the buffer.
3708          */
3709         cmd = bp->b_cmd;
3710         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
3711
3712         /*
3713          * Only reads and writes are processed past this point.
3714          */
3715         if (cmd != BUF_CMD_READ && cmd != BUF_CMD_WRITE) {
3716                 if (cmd == BUF_CMD_FREEBLKS)
3717                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3718                 if (elseit)
3719                         brelse(bp);
3720                 return;
3721         }
3722
3723         /*
3724          * Warning: softupdates may re-dirty the buffer, and HAMMER can do
3725          * a lot worse.  XXX - move this above the clearing of b_cmd
3726          */
3727         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
3728                 buf_complete(bp);       /* MPSAFE */
3729
3730         /*
3731          * A failed write must re-dirty the buffer unless B_INVAL
3732          * was set.  Only applicable to normal buffers (with VPs).
3733          * vinum buffers may not have a vp.
3734          */
3735         if (cmd == BUF_CMD_WRITE &&
3736             (bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL)) == B_ERROR) {
3737                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
3738                 if (bp->b_vp)
3739                         bdirty(bp);
3740         }
3741
3742         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3743                 int i;
3744                 vm_ooffset_t foff;
3745                 vm_page_t m;
3746                 vm_object_t obj;
3747                 int iosize;
3748                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3749
3750                 obj = vp->v_object;
3751
3752 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3753                 if (vp->v_auxrefs == 0)
3754                         panic("biodone: zero vnode hold count");
3755                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
3756                         panic("biodone: vnode is not setup for merged cache");
3757 #endif
3758
3759                 foff = bp->b_loffset;
3760                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("biodone: no buffer offset"));
3761                 KASSERT(obj != NULL, ("biodone: missing VM object"));
3762
3763 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3764                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_xio.xio_npages) {
3765                         kprintf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_xio.xio_npages(%d)\n",
3766                             obj->paging_in_progress, bp->b_xio.xio_npages);
3767                 }
3768 #endif
3769
3770                 /*
3771                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3772                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3773                  * routines.
3774                  */
3775                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3776                 if (cmd == BUF_CMD_READ &&
3777                     (bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE|B_ERROR)) == 0) {
3778                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3779                 }
3780
3781                 lwkt_gettoken(&vm_token);
3782                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3783                         int bogusflag = 0;
3784                         int resid;
3785
3786                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3787                         if (resid > iosize)
3788                                 resid = iosize;
3789
3790                         /*
3791                          * cleanup bogus pages, restoring the originals.  Since
3792                          * the originals should still be wired, we don't have
3793                          * to worry about interrupt/freeing races destroying
3794                          * the VM object association.
3795                          */
3796                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3797                         if (m == bogus_page) {
3798                                 bogusflag = 1;
3799                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3800                                 if (m == NULL)
3801                                         panic("biodone: page disappeared");
3802                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3803                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3804                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3805                         }
3806 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3807                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3808                                 kprintf("biodone: foff(%lu)/m->pindex(%ld) "
3809                                         "mismatch\n",
3810                                         (unsigned long)foff, (long)m->pindex);
3811                         }
3812 #endif
3813
3814                         /*
3815                          * In the write case, the valid and clean bits are
3816                          * already changed correctly (see bdwrite()), so we
3817                          * only need to do this here in the read case.
3818                          */
3819                         if (cmd == BUF_CMD_READ && !bogusflag && resid > 0) {
3820                                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
3821                         }
3822                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3823
3824                         /*
3825                          * when debugging new filesystems or buffer I/O
3826                          * methods, this is the most common error that pops
3827                          * up.  if you see this, you have not set the page
3828                          * busy flag correctly!!!
3829                          */
3830                         if (m->busy == 0) {
3831                                 kprintf("biodone: page busy < 0, "
3832                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
3833                                     "resid: %d, index: %d\n",
3834                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
3835                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
3836                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
3837                                         kprintf(" iosize: %ld, loffset: %lld, "
3838                                                 "flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3839                                             bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3840                                             (long long)bp->b_loffset,
3841                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3842                                 else
3843                                         kprintf(" VDEV, loffset: %lld, flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3844                                             (long long)bp->b_loffset,
3845                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3846                                 kprintf(" valid: 0x%x, dirty: 0x%x, wired: %d\n",
3847                                     m->valid, m->dirty, m->wire_count);
3848                                 panic("biodone: page busy < 0");
3849                         }
3850                         vm_page_io_finish(m);
3851                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3852                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3853                         iosize -= resid;
3854                 }
3855                 bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
3856                 if (obj)
3857                         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3858                 lwkt_reltoken(&vm_token);
3859         }
3860
3861         /*
3862          * Finish up by releasing the buffer.  There are no more synchronous
3863          * or asynchronous completions, those were handled by bio_done
3864          * callbacks.
3865          */
3866         if (elseit) {
3867                 if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_INVAL|B_ERROR|B_RELBUF))
3868                         brelse(bp);
3869                 else
3870                         bqrelse(bp);
3871         }
3872 }
3873
3874 /*
3875  * Normal biodone.
3876  */
3877 void
3878 biodone(struct bio *bio)
3879 {
3880         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3881
3882         runningbufwakeup(bp);
3883
3884         /*
3885          * Run up the chain of BIO's.   Leave b_cmd intact for the duration.
3886          */
3887         while (bio) {
3888                 biodone_t *done_func;
3889                 struct bio_track *track;
3890
3891                 /*
3892                  * BIO tracking.  Most but not all BIOs are tracked.
3893                  */
3894                 if ((track = bio->bio_track) != NULL) {
3895                         bio_track_rel(track);
3896                         bio->bio_track = NULL;
3897                 }
3898
3899                 /*
3900                  * A bio_done function terminates the loop.  The function
3901                  * will be responsible for any further chaining and/or
3902                  * buffer management.
3903                  *
3904                  * WARNING!  The done function can deallocate the buffer!
3905                  */
3906                 if ((done_func = bio->bio_done) != NULL) {
3907                         bio->bio_done = NULL;
3908                         done_func(bio);
3909                         return;
3910                 }
3911                 bio = bio->bio_prev;
3912         }
3913
3914         /*
3915          * If we've run out of bio's do normal [a]synchronous completion.
3916          */
3917         bpdone(bp, 1);
3918 }
3919
3920 /*
3921  * Synchronous biodone - this terminates a synchronous BIO.
3922  *
3923  * bpdone() is called with elseit=FALSE, leaving the buffer completed
3924  * but still locked.  The caller must brelse() the buffer after waiting
3925  * for completion.
3926  */
3927 void
3928 biodone_sync(struct bio *bio)
3929 {
3930         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3931         int flags;
3932         int nflags;
3933
3934         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3935         bpdone(bp, 0);
3936
3937         for (;;) {
3938                 flags = bio->bio_flags;
3939                 nflags = (flags | BIO_DONE) & ~BIO_WANT;
3940
3941                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3942                         if (flags & BIO_WANT)
3943                                 wakeup(bio);
3944                         break;
3945                 }
3946         }
3947 }
3948
3949 /*
3950  * vfs_unbusy_pages:
3951  *
3952  *      This routine is called in lieu of iodone in the case of
3953  *      incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3954  *      consistant.
3955  */
3956 void
3957 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3958 {
3959         int i;
3960
3961         runningbufwakeup(bp);
3962
3963         lwkt_gettoken(&vm_token);
3964         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3965                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3966                 vm_object_t obj;
3967
3968                 obj = vp->v_object;
3969
3970                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3971                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3972
3973                         /*
3974                          * When restoring bogus changes the original pages
3975                          * should still be wired, so we are in no danger of
3976                          * losing the object association and do not need
3977                          * critical section protection particularly.
3978                          */
3979                         if (m == bogus_page) {
3980                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + i);
3981                                 if (!m) {
3982                                         panic("vfs_unbusy_pages: page missing");
3983                                 }
3984                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3985                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3986                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3987                         }
3988                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3989                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3990                         vm_page_io_finish(m);
3991                 }
3992                 bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
3993                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3994         }
3995         lwkt_reltoken(&vm_token);
3996 }
3997
3998 /*
3999  * vfs_busy_pages:
4000  *
4001  *      This routine is called before a device strategy routine.
4002  *      It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4003  *      progress, and treat the pages associated with the buffer
4004  *      almost as being PG_BUSY.  Also the object 'paging_in_progress'
4005  *      flag is handled to make sure that the object doesn't become
4006  *      inconsistant.
4007  *
4008  *      Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4009  *      such as B_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
4010  *      and should be ignored.
4011  *
4012  * MPSAFE
4013  */
4014 void
4015 vfs_busy_pages(struct vnode *vp, struct buf *bp)
4016 {
4017         int i, bogus;
4018         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
4019
4020         /*
4021          * The buffer's I/O command must already be set.  If reading,
4022          * B_CACHE must be 0 (double check against callers only doing
4023          * I/O when B_CACHE is 0).
4024          */
4025         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
4026         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_WRITE || (bp->b_flags & B_CACHE) == 0);
4027
4028         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4029                 vm_object_t obj;
4030
4031                 lwkt_gettoken(&vm_token);
4032
4033                 obj = vp->v_object;
4034                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
4035                         ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4036
4037                 /*
4038                  * Loop until none of the pages are busy.
4039                  */
4040 retry:
4041                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4042                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4043
4044                         if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "vbpage"))
4045                                 goto retry;
4046                 }
4047
4048                 /*
4049                  * Setup for I/O, soft-busy the page right now because
4050                  * the next loop may block.
4051                  */
4052                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4053                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4054
4055                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
4056                         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4057                                 vm_object_pip_add(obj, 1);
4058                                 vm_page_io_start(m);
4059                         }
4060                 }
4061
4062                 /*
4063                  * Adjust protections for I/O and do bogus-page mapping.
4064                  * Assume that vm_page_protect() can block (it can block
4065                  * if VM_PROT_NONE, don't take any chances regardless).
4066                  *
4067                  * In particular note that for writes we must incorporate
4068                  * page dirtyness from the VM system into the buffer's
4069                  * dirty range.
4070                  *
4071                  * For reads we theoretically must incorporate page dirtyness
4072                  * from the VM system to determine if the page needs bogus
4073                  * replacement, but we shortcut the test by simply checking
4074                  * that all m->valid bits are set, indicating that the page
4075                  * is fully valid and does not need to be re-read.  For any
4076                  * VM system dirtyness the page will also be fully valid
4077                  * since it was mapped at one point.
4078                  */
4079                 bogus = 0;
4080                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4081                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4082
4083                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO); /* XXX */
4084                         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_WRITE) {
4085                                 /*
4086                                  * When readying a vnode-backed buffer for
4087                                  * a write we must zero-fill any invalid
4088                                  * portions of the backing VM pages, mark
4089                                  * it valid and clear related dirty bits.
4090                                  *
4091                                  * vfs_clean_one_page() incorporates any
4092                                  * VM dirtyness and updates the b_dirtyoff
4093                                  * range (after we've made the page RO).
4094                                  *
4095                                  * It is also expected that the pmap modified
4096                                  * bit has already been cleared by the
4097                                  * vm_page_protect().  We may not be able
4098                                  * to clear all dirty bits for a page if it
4099                                  * was also memory mapped (NFS).
4100                                  *
4101                                  * Finally be sure to unassign any swap-cache
4102                                  * backing store as it is now stale.
4103                                  */
4104                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
4105                                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
4106                                 swap_pager_unswapped(m);
4107                         } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
4108                                 /*
4109                                  * When readying a vnode-backed buffer for
4110                                  * read we must replace any dirty pages with
4111                                  * a bogus page so dirty data is not destroyed
4112                                  * when filling gaps.
4113                                  *
4114                                  * To avoid testing whether the page is
4115                                  * dirty we instead test that the page was
4116                                  * at some point mapped (m->valid fully
4117                                  * valid) with the understanding that
4118                                  * this also covers the dirty case.
4119                                  */
4120                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = bogus_page;
4121                                 bp->b_flags |= B_HASBOGUS;
4122                                 bogus++;
4123                         } else if (m->valid & m->dirty) {
4124                                 /*
4125                                  * This case should not occur as partial
4126                                  * dirtyment can only happen if the buffer
4127                                  * is B_CACHE, and this code is not entered
4128                                  * if the buffer is B_CACHE.
4129                                  */
4130                                 kprintf("Warning: vfs_busy_pages - page not "
4131                                         "fully valid! loff=%jx bpf=%08x "
4132                                         "idx=%d val=%02x dir=%02x\n",
4133                                         (intmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags,
4134                                         i, m->valid, m->dirty);
4135                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
4136                         } else {
4137                                 /*
4138                                  * The page is not valid and can be made
4139                                  * part of the read.
4140                                  */
4141                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
4142                         }
4143                 }
4144                 if (bogus) {
4145                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4146                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
4147                 }
4148                 lwkt_reltoken(&vm_token);
4149         }
4150
4151         /*
4152          * This is the easiest place to put the process accounting for the I/O
4153          * for now.
4154          */
4155         if (lp != NULL) {
4156                 if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
4157                         lp->lwp_ru.ru_inblock++;
4158                 else
4159                         lp->lwp_ru.ru_oublock++;
4160         }
4161 }
4162
4163 /*
4164  * vfs_clean_pages:
4165  *      
4166  *      Tell the VM system that the pages associated with this buffer
4167  *      are clean.  This is used for delayed writes where the data is
4168  *      going to go to disk eventually without additional VM intevention.
4169  *
4170  *      Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
4171  *      just go ahead and clean through to b_bufsize.
4172  */
4173 static void
4174 vfs_clean_pages(struct buf *bp)
4175 {
4176         vm_page_t m;
4177         int i;
4178
4179         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
4180                 return;
4181
4182         KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
4183                 ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
4184
4185         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4186                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4187                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
4188         }
4189 }
4190
4191 /*
4192  * vfs_clean_one_page:
4193  *
4194  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page within a
4195  *      buffer.  The range is restricted to the buffer's size and the
4196  *      buffer's logical offset might index into the first page.
4197  *
4198  *      The caller has busied or soft-busied the page and it is not mapped,
4199  *      test and incorporate the dirty bits into b_dirtyoff/end before
4200  *      clearing them.  Note that we need to clear the pmap modified bits
4201  *      after determining the the page was dirty, vm_page_set_validclean()
4202  *      does not do it for us.
4203  *
4204  *      This routine is typically called after a read completes (dirty should
4205  *      be zero in that case as we are not called on bogus-replace pages),
4206  *      or before a write is initiated.
4207  */
4208 static void
4209 vfs_clean_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m)
4210 {
4211         int bcount;
4212         int xoff;
4213         int soff;
4214         int eoff;
4215
4216         /*
4217          * Calculate offset range within the page but relative to buffer's
4218          * loffset.  loffset might be offset into the first page.
4219          */
4220         xoff = (int)bp->b_loffset & PAGE_MASK;  /* loffset offset into pg 0 */
4221         bcount = bp->b_bcount + xoff;           /* offset adjusted */
4222
4223         if (pageno == 0) {
4224                 soff = xoff;
4225                 eoff = PAGE_SIZE;
4226         } else {
4227                 soff = (pageno << PAGE_SHIFT);
4228                 eoff = soff + PAGE_SIZE;
4229         }
4230         if (eoff > bcount)
4231                 eoff = bcount;
4232         if (soff >= eoff)
4233                 return;
4234
4235         /*
4236          * Test dirty bits and adjust b_dirtyoff/end.
4237          *
4238          * If dirty pages are incorporated into the bp any prior
4239          * B_NEEDCOMMIT state (NFS) must be cleared because the
4240          * caller has not taken into account the new dirty data.
4241          *
4242          * If the page was memory mapped the dirty bits might go beyond the
4243          * end of the buffer, but we can't really make the assumption that
4244          * a file EOF straddles the buffer (even though this is the case for
4245          * NFS if B_NEEDCOMMIT is also set).  So for the purposes of clearing
4246          * B_NEEDCOMMIT we only test the dirty bits covered by the buffer.
4247          * This also saves some console spam.
4248          *
4249          * When clearing B_NEEDCOMMIT we must also clear B_CLUSTEROK,
4250          * NFS can handle huge commits but not huge writes.
4251          */
4252         vm_page_test_dirty(m);
4253         if (m->dirty) {
4254                 if ((bp->b_flags & B_NEEDCOMMIT) &&
4255                     (m->dirty & vm_page_bits(soff & PAGE_MASK, eoff - soff))) {
4256                         if (debug_commit)
4257                         kprintf("Warning: vfs_clean_one_page: bp %p "
4258                                 "loff=%jx,%d flgs=%08x clr B_NEEDCOMMIT"
4259                                 " cmd %d vd %02x/%02x x/s/e %d %d %d "
4260                                 "doff/end %d %d\n",
4261                                 bp, (intmax_t)bp->b_loffset, bp->b_bcount,
4262                                 bp->b_flags, bp->b_cmd,
4263                                 m->valid, m->dirty, xoff, soff, eoff,
4264                                 bp->b_dirtyoff, bp->b_dirtyend);
4265                         bp->b_flags &= ~(B_NEEDCOMMIT | B_CLUSTEROK);
4266                         if (debug_commit)
4267                                 print_backtrace(-1);
4268                 }
4269                 /*
4270                  * Only clear the pmap modified bits if ALL the dirty bits
4271                  * are set, otherwise the system might mis-clear portions
4272                  * of a page.
4273                  */
4274                 if (m->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4275                     (bp->b_flags & B_NEEDCOMMIT) == 0) {
4276                         pmap_clear_modify(m);
4277                 }
4278                 if (bp->b_dirtyoff > soff - xoff)
4279                         bp->b_dirtyoff = soff - xoff;
4280                 if (bp->b_dirtyend < eoff - xoff)
4281                         bp->b_dirtyend = eoff - xoff;
4282         }
4283
4284         /*
4285          * Set related valid bits, clear related dirty bits.
4286          * Does not mess with the pmap modified bit.
4287          *
4288          * WARNING!  We cannot just clear all of m->dirty here as the
4289          *           buffer cache buffers may use a DEV_BSIZE'd aligned
4290          *           block size, or have an odd size (e.g. NFS at file EOF).
4291          *           The putpages code can clear m->dirty to 0.
4292          *
4293          *           If a VOP_WRITE generates a buffer cache buffer which
4294          *           covers the same space as mapped writable pages the
4295          *           buffer flush might not be able to clear all the dirty
4296          *           bits and still require a putpages from the VM system
4297          *           to finish it off.
4298          */
4299         vm_page_set_validclean(m, soff & PAGE_MASK, eoff - soff);
4300 }
4301
4302 /*
4303  * Similar to vfs_clean_one_page() but sets the bits to valid and dirty.
4304  * The page data is assumed to be valid (there is no zeroing here).
4305  */
4306 static void
4307 vfs_dirty_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m)
4308 {
4309         int bcount;
4310         int xoff;
4311         int soff;
4312         int eoff;
4313
4314         /*
4315          * Calculate offset range within the page but relative to buffer's
4316          * loffset.  loffset might be offset into the first page.
4317          */
4318         xoff = (int)bp->b_loffset & PAGE_MASK;  /* loffset offset into pg 0 */
4319         bcount = bp->b_bcount + xoff;           /* offset adjusted */
4320
4321         if (pageno == 0) {
4322                 soff = xoff;
4323                 eoff = PAGE_SIZE;
4324         } else {
4325                 soff = (pageno << PAGE_SHIFT);
4326                 eoff = soff + PAGE_SIZE;
4327         }
4328         if (eoff > bcount)
4329                 eoff = bcount;
4330         if (soff >= eoff)
4331                 return;
4332         vm_page_set_validdirty(m, soff & PAGE_MASK, eoff - soff);
4333 }
4334
4335 /*
4336  * vfs_bio_clrbuf:
4337  *
4338  *      Clear a buffer.  This routine essentially fakes an I/O, so we need
4339  *      to clear B_ERROR and B_INVAL.
4340  *
4341  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4342  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4343  */
4344
4345 void
4346 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp)
4347 {
4348         int i, mask = 0;
4349         caddr_t sa, ea;
4350         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) == B_VMIO) {
4351                 bp->b_flags &= ~(B_INVAL | B_EINTR | B_ERROR);
4352                 if ((bp->b_xio.xio_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4353                     (bp->b_loffset & PAGE_MASK) == 0) {
4354                         mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4355                         if ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == mask) {
4356                                 bp->b_resid = 0;
4357                                 return;
4358                         }
4359                         if (((bp->b_xio.xio_pages[0]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
4360                             ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == 0)) {
4361                                 bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
4362                                 bp->b_xio.xio_pages[0]->valid |= mask;
4363                                 bp->b_resid = 0;
4364                                 return;
4365                         }
4366                 }
4367                 sa = bp->b_data;
4368                 for(i=0;i<bp->b_xio.xio_npages;i++,sa=ea) {
4369                         int j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
4370                         ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
4371                         ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
4372                             (u_long)(vm_offset_t)ea,
4373                             (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
4374                         mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4375                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == mask)
4376                                 continue;
4377                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == 0) {
4378                                 if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) {
4379                                         bzero(sa, ea - sa);
4380                                 }
4381                         } else {
4382                                 for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4383                                         if (((bp->b_xio.xio_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
4384                                                 (bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & (1<<j)) == 0)
4385                                                 bzero(sa, DEV_BSIZE);
4386                                 }
4387                         }
4388                         bp->b_xio.xio_pages[i]->valid |= mask;
4389                         vm_page_flag_clear(bp->b_xio.xio_pages[i], PG_ZERO);
4390                 }
4391                 bp->b_resid = 0;
4392         } else {
4393                 clrbuf(bp);
4394         }
4395 }
4396
4397 /*
4398  * vm_hold_load_pages:
4399  *
4400  *      Load pages into the buffer's address space.  The pages are
4401  *      allocated from the kernel object in order to reduce interference
4402  *      with the any VM paging I/O activity.  The range of loaded
4403  *      pages will be wired.
4404  *
4405  *      If a page cannot be allocated, the 'pagedaemon' is woken up to
4406  *      retrieve the full range (to - from) of pages.
4407  *
4408  * MPSAFE
4409  */
4410 void
4411 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4412 {
4413         vm_offset_t pg;
4414         vm_page_t p;
4415         int index;
4416
4417         to = round_page(to);
4418         from = round_page(from);
4419         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4420
4421         pg = from;
4422         while (pg < to) {
4423                 /*
4424                  * Note: must allocate system pages since blocking here
4425                  * could intefere with paging I/O, no matter which
4426                  * process we are.
4427                  */
4428                 p = bio_page_alloc(&kernel_object, pg >> PAGE_SHIFT,
4429                                    (vm_pindex_t)((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4430                 if (p) {
4431                         vm_page_wire(p);
4432                         p->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
4433                         vm_page_flag_clear(p, PG_ZERO);
4434                         pmap_kenter(pg, VM_PAGE_TO_PHYS(p));
4435                         bp->b_xio.xio_pages[index] = p;
4436                         vm_page_wakeup(p);
4437
4438                         pg += PAGE_SIZE;
4439                         ++index;
4440                 }
4441         }
4442         bp->b_xio.xio_npages = index;
4443 }
4444
4445 /*
4446  * Allocate pages for a buffer cache buffer.
4447  *
4448  * Under extremely severe memory conditions even allocating out of the
4449  * system reserve can fail.  If this occurs we must allocate out of the
4450  * interrupt reserve to avoid a deadlock with the pageout daemon.
4451  *
4452  * The pageout daemon can run (putpages -> VOP_WRITE -> getblk -> allocbuf).
4453  * If the buffer cache's vm_page_alloc() fails a vm_wait() can deadlock
4454  * against the pageout daemon if pages are not freed from other sources.
4455  *
4456  * MPSAFE
4457  */
4458 static
4459 vm_page_t
4460 bio_page_alloc(vm_object_t obj, vm_pindex_t pg, int deficit)
4461 {
4462         vm_page_t p;
4463
4464         /*
4465          * Try a normal allocation, allow use of system reserve.
4466          */
4467         lwkt_gettoken(&vm_token);
4468         p = vm_page_alloc(obj, pg, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM);
4469         if (p) {
4470                 lwkt_reltoken(&vm_token);
4471                 return(p);
4472         }
4473
4474         /*
4475          * The normal allocation failed and we clearly have a page
4476          * deficit.  Try to reclaim some clean VM pages directly
4477          * from the buffer cache.
4478          */
4479         vm_pageout_deficit += deficit;
4480         recoverbufpages();
4481
4482         /*
4483          * We may have blocked, the caller will know what to do if the
4484          * page now exists.
4485          */
4486         if (vm_page_lookup(obj, pg)) {
4487                 lwkt_reltoken(&vm_token);
4488                 return(NULL);
4489         }
4490
4491         /*
4492          * Allocate and allow use of the interrupt reserve.
4493          *
4494          * If after all that we still can't allocate a VM page we are
4495          * in real trouble, but we slog on anyway hoping that the system
4496          * won't deadlock.
4497          */
4498         p = vm_page_alloc(obj, pg, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM |
4499                                    VM_ALLOC_INTERRUPT);
4500         if (p) {
4501                 if (vm_page_count_severe()) {
4502                         ++lowmempgallocs;
4503                         vm_wait(hz / 20 + 1);
4504                 }
4505         } else {
4506                 kprintf("bio_page_alloc: Memory exhausted during bufcache "
4507                         "page allocation\n");
4508                 ++lowmempgfails;
4509                 vm_wait(hz);
4510         }
4511         lwkt_reltoken(&vm_token);
4512         return(p);
4513 }
4514
4515 /*
4516  * vm_hold_free_pages:
4517  *
4518  *      Return pages associated with the buffer back to the VM system.
4519  *
4520  *      The range of pages underlying the buffer's address space will
4521  *      be unmapped and un-wired.
4522  *
4523  * MPSAFE
4524  */
4525 void
4526 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4527 {
4528         vm_offset_t pg;
4529         vm_page_t p;
4530         int index, newnpages;
4531
4532         from = round_page(from);
4533         to = round_page(to);
4534         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4535         newnpages = index;
4536
4537         lwkt_gettoken(&vm_token);
4538         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4539                 p = bp->b_xio.xio_pages[index];
4540                 if (p && (index < bp->b_xio.xio_npages)) {
4541                         if (p->busy) {
4542                                 kprintf("vm_hold_free_pages: doffset: %lld, "
4543                                         "loffset: %lld\n",
4544                                         (long long)bp->b_bio2.bio_offset,
4545                                         (long long)bp->b_loffset);
4546                         }
4547                         bp->b_xio.xio_pages[index] = NULL;
4548                         pmap_kremove(pg);
4549                         vm_page_busy(p);
4550                         vm_page_unwire(p, 0);
4551                         vm_page_free(p);
4552                 }
4553         }
4554         bp->b_xio.xio_npages = newnpages;
4555         lwkt_reltoken(&vm_token);
4556 }
4557
4558 /*
4559  * vmapbuf:
4560  *
4561  *      Map a user buffer into KVM via a pbuf.  On return the buffer's
4562  *      b_data, b_bufsize, and b_bcount will be set, and its XIO page array
4563  *      initialized.
4564  */
4565 int
4566 vmapbuf(struct buf *bp, caddr_t udata, int bytes)
4567 {
4568         caddr_t addr;
4569         vm_offset_t va;
4570         vm_page_t m;
4571         int vmprot;
4572         int error;
4573         int pidx;
4574         int i;
4575
4576         /* 
4577          * bp had better have a command and it better be a pbuf.
4578          */
4579         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
4580         KKASSERT(bp->b_flags & B_PAGING);
4581         KKASSERT(bp->b_kvabase);
4582
4583         if (bytes < 0)
4584                 return (-1);
4585
4586         /*
4587          * Map the user data into KVM.  Mappings have to be page-aligned.
4588          */
4589         addr = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)udata);
4590         pidx = 0;
4591
4592         vmprot = VM_PROT_READ;
4593         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
4594                 vmprot |= VM_PROT_WRITE;
4595
4596         while (addr < udata + bytes) {
4597                 /*
4598                  * Do the vm_fault if needed; do the copy-on-write thing
4599                  * when reading stuff off device into memory.
4600                  *
4601                  * vm_fault_page*() returns a held VM page.
4602                  */
4603                 va = (addr >= udata) ? (vm_offset_t)addr : (vm_offset_t)udata;
4604                 va = trunc_page(va);
4605
4606                 m = vm_fault_page_quick(va, vmprot, &error);
4607                 if (m == NULL) {
4608                         for (i = 0; i < pidx; ++i) {
4609                             vm_page_unhold(bp->b_xio.xio_pages[i]);
4610                             bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
4611                         }
4612                         return(-1);
4613                 }
4614                 bp->b_xio.xio_pages[pidx] = m;
4615                 addr += PAGE_SIZE;
4616                 ++pidx;
4617         }
4618
4619         /*
4620          * Map the page array and set the buffer fields to point to
4621          * the mapped data buffer.
4622          */
4623         if (pidx > btoc(MAXPHYS))
4624                 panic("vmapbuf: mapped more than MAXPHYS");
4625         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_xio.xio_pages, pidx);
4626
4627         bp->b_xio.xio_npages = pidx;
4628         bp->b_data = bp->b_kvabase + ((int)(intptr_t)udata & PAGE_MASK);
4629         bp->b_bcount = bytes;
4630         bp->b_bufsize = bytes;
4631         return(0);
4632 }
4633
4634 /*
4635  * vunmapbuf:
4636  *
4637  *      Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4638  *      We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4639  */
4640 void
4641 vunmapbuf(struct buf *bp)
4642 {
4643         int pidx;
4644         int npages;
4645
4646         KKASSERT(bp->b_flags & B_PAGING);
4647
4648         npages = bp->b_xio.xio_npages;
4649         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4650         for (pidx = 0; pidx < npages; ++pidx) {
4651                 vm_page_unhold(bp->b_xio.xio_pages[pidx]);
4652                 bp->b_xio.xio_pages[pidx] = NULL;
4653         }
4654         bp->b_xio.xio_npages = 0;
4655         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4656 }
4657
4658 /*
4659  * Scan all buffers in the system and issue the callback.
4660  */
4661 int
4662 scan_all_buffers(int (*callback)(struct buf *, void *), void *info)
4663 {
4664         int count = 0;
4665         int error;
4666         int n;
4667
4668         for (n = 0; n < nbuf; ++n) {
4669                 if ((error = callback(&buf[n], info)) < 0) {
4670                         count = error;
4671                         break;
4672                 }
4673                 count += error;
4674         }
4675         return (count);
4676 }
4677
4678 /*
4679  * nestiobuf_iodone: biodone callback for nested buffers and propagate
4680  * completion to the master buffer.
4681  */
4682 static void
4683 nestiobuf_iodone(struct bio *bio)
4684 {
4685         struct bio *mbio;
4686         struct buf *mbp, *bp;
4687         struct devstat *stats;
4688         int error;
4689         int donebytes;
4690
4691         bp = bio->bio_buf;
4692         mbio = bio->bio_caller_info1.ptr;
4693         stats = bio->bio_caller_info2.ptr;
4694         mbp = mbio->bio_buf;
4695
4696         KKASSERT(bp->b_bcount <= bp->b_bufsize);
4697         KKASSERT(mbp != bp);
4698
4699         error = bp->b_error;
4700         if (bp->b_error == 0 &&
4701             (bp->b_bcount < bp->b_bufsize || bp->b_resid > 0)) {
4702                 /*
4703                  * Not all got transfered, raise an error. We have no way to
4704                  * propagate these conditions to mbp.
4705                  */
4706                 error = EIO;
4707         }
4708
4709         donebytes = bp->b_bufsize;
4710
4711         relpbuf(bp, NULL);
4712
4713         nestiobuf_done(mbio, donebytes, error, stats);
4714 }
4715
4716 void
4717 nestiobuf_done(struct bio *mbio, int donebytes, int error, struct devstat *stats)
4718 {
4719         struct buf *mbp;
4720
4721         mbp = mbio->bio_buf;    
4722
4723         KKASSERT((int)(intptr_t)mbio->bio_driver_info > 0);
4724
4725         /*
4726          * If an error occured, propagate it to the master buffer.
4727          *
4728          * Several biodone()s may wind up running concurrently so
4729          * use an atomic op to adjust b_flags.
4730          */
4731         if (error) {
4732                 mbp->b_error = error;
4733                 atomic_set_int(&mbp->b_flags, B_ERROR);
4734         }
4735
4736         /*
4737          * Decrement the operations in progress counter and terminate the
4738          * I/O if this was the last bit.
4739          */
4740         if (atomic_fetchadd_int((int *)&mbio->bio_driver_info, -1) == 1) {
4741                 mbp->b_resid = 0;
4742                 if (stats)
4743                         devstat_end_transaction_buf(stats, mbp);
4744                 biodone(mbio);
4745         }
4746 }
4747
4748 /*
4749  * Initialize a nestiobuf for use.  Set an initial count of 1 to prevent
4750  * the mbio from being biodone()'d while we are still adding sub-bios to
4751  * it.
4752  */
4753 void
4754 nestiobuf_init(struct bio *bio)
4755 {
4756         bio->bio_driver_info = (void *)1;
4757 }
4758
4759 /*
4760  * The BIOs added to the nestedio have already been started, remove the
4761  * count that placeheld our mbio and biodone() it if the count would
4762  * transition to 0.
4763  */
4764 void
4765 nestiobuf_start(struct bio *mbio)
4766 {
4767         struct buf *mbp = mbio->bio_buf;
4768
4769         /*
4770          * Decrement the operations in progress counter and terminate the
4771          * I/O if this was the last bit.
4772          */
4773         if (atomic_fetchadd_int((int *)&mbio->bio_driver_info, -1) == 1) {
4774                 if (mbp->b_flags & B_ERROR)
4775                         mbp->b_resid = mbp->b_bcount;
4776                 else
4777                         mbp->b_resid = 0;
4778                 biodone(mbio);
4779         }
4780 }
4781
4782 /*
4783  * Set an intermediate error prior to calling nestiobuf_start()
4784  */
4785 void
4786 nestiobuf_error(struct bio *mbio, int error)
4787 {
4788         struct buf *mbp = mbio->bio_buf;
4789
4790         if (error) {
4791                 mbp->b_error = error;
4792                 atomic_set_int(&mbp->b_flags, B_ERROR);
4793         }
4794 }
4795
4796 /*
4797  * nestiobuf_add: setup a "nested" buffer.
4798  *
4799  * => 'mbp' is a "master" buffer which is being divided into sub pieces.
4800  * => 'bp' should be a buffer allocated by getiobuf.
4801  * => 'offset' is a byte offset in the master buffer.
4802  * => 'size' is a size in bytes of this nested buffer.
4803  */
4804 void
4805 nestiobuf_add(struct bio *mbio, struct buf *bp, int offset, size_t size, struct devstat *stats)
4806 {
4807         struct buf *mbp = mbio->bio_buf;
4808         struct vnode *vp = mbp->b_vp;
4809
4810         KKASSERT(mbp->b_bcount >= offset + size);
4811
4812         atomic_add_int((int *)&mbio->bio_driver_info, 1);
4813
4814         /* kernel needs to own the lock for it to be released in biodone */
4815         BUF_KERNPROC(bp);
4816         bp->b_vp = vp;
4817         bp->b_cmd = mbp->b_cmd;
4818         bp->b_bio1.bio_done = nestiobuf_iodone;
4819         bp->b_data = (char *)mbp->b_data + offset;
4820         bp->b_resid = bp->b_bcount = size;
4821         bp->b_bufsize = bp->b_bcount;
4822
4823         bp->b_bio1.bio_track = NULL;
4824         bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = mbio;
4825         bp->b_bio1.bio_caller_info2.ptr = stats;
4826 }
4827
4828 /*
4829  * print out statistics from the current status of the buffer pool
4830  * this can be toggeled by the system control option debug.syncprt
4831  */
4832 #ifdef DEBUG
4833 void
4834 vfs_bufstats(void)
4835 {
4836         int i, j, count;
4837         struct buf *bp;
4838         struct bqueues *dp;
4839         int counts[(MAXBSIZE / PAGE_SIZE) + 1];
4840         static char *bname[3] = { "LOCKED", "LRU", "AGE" };
4841
4842         for (dp = bufqueues, i = 0; dp < &bufqueues[3]; dp++, i++) {
4843                 count = 0;
4844                 for (j = 0; j <= MAXBSIZE/PAGE_SIZE; j++)
4845                         counts[j] = 0;
4846
4847                 spin_lock(&bufqspin);
4848                 TAILQ_FOREACH(bp, dp, b_freelist) {
4849                         counts[bp->b_bufsize/PAGE_SIZE]++;
4850                         count++;
4851                 }
4852                 spin_unlock(&bufqspin);
4853
4854                 kprintf("%s: total-%d", bname[i], count);
4855                 for (j = 0; j <= MAXBSIZE/PAGE_SIZE; j++)
4856                         if (counts[j] != 0)
4857                                 kprintf(", %d-%d", j * PAGE_SIZE, counts[j]);
4858                 kprintf("\n");
4859         }
4860 }
4861 #endif
4862
4863 #ifdef DDB
4864
4865 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4866 {
4867         /* get args */
4868         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4869
4870         if (!have_addr) {
4871                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4872                 return;
4873         }
4874
4875         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
4876         db_printf("b_cmd = %d\n", bp->b_cmd);
4877         db_printf("b_error = %d, b_bufsize = %d, b_bcount = %d, "
4878                   "b_resid = %d\n, b_data = %p, "
4879                   "bio_offset(disk) = %lld, bio_offset(phys) = %lld\n",
4880                   bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4881                   bp->b_data,
4882                   (long long)bp->b_bio2.bio_offset,
4883                   (long long)(bp->b_bio2.bio_next ?
4884                                 bp->b_bio2.bio_next->bio_offset : (off_t)-1));
4885         if (bp->b_xio.xio_npages) {
4886                 int i;
4887                 db_printf("b_xio.xio_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ",
4888                         bp->b_xio.xio_npages);
4889                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4890                         vm_page_t m;
4891                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4892                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4893                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4894                         if ((i + 1) < bp->b_xio.xio_npages)
4895                                 db_printf(",");
4896                 }
4897                 db_printf("\n");
4898         }
4899 }
4900 #endif /* DDB */