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