8818f194ed32f36418e9b3124ee853f965a0b61c
[dragonfly.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice immediately at the beginning of the file, without modification,
10  *    this list of conditions, and the following disclaimer.
11  * 2. Absolutely no warranty of function or purpose is made by the author
12  *              John S. Dyson.
13  *
14  * $FreeBSD: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.242.2.20 2003/05/28 18:38:10 alc Exp $
15  * $DragonFly: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.115 2008/08/13 11:02:31 swildner Exp $
16  */
17
18 /*
19  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
20  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
21  * sure that the performance degradation associated with schemes such
22  * as this is not realized.
23  *
24  * Author:  John S. Dyson
25  * Significant help during the development and debugging phases
26  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
27  *
28  * see man buf(9) for more info.
29  */
30
31 #include <sys/param.h>
32 #include <sys/systm.h>
33 #include <sys/buf.h>
34 #include <sys/conf.h>
35 #include <sys/devicestat.h>
36 #include <sys/eventhandler.h>
37 #include <sys/lock.h>
38 #include <sys/malloc.h>
39 #include <sys/mount.h>
40 #include <sys/kernel.h>
41 #include <sys/kthread.h>
42 #include <sys/proc.h>
43 #include <sys/reboot.h>
44 #include <sys/resourcevar.h>
45 #include <sys/sysctl.h>
46 #include <sys/vmmeter.h>
47 #include <sys/vnode.h>
48 #include <sys/dsched.h>
49 #include <sys/proc.h>
50 #include <vm/vm.h>
51 #include <vm/vm_param.h>
52 #include <vm/vm_kern.h>
53 #include <vm/vm_pageout.h>
54 #include <vm/vm_page.h>
55 #include <vm/vm_object.h>
56 #include <vm/vm_extern.h>
57 #include <vm/vm_map.h>
58 #include <vm/vm_pager.h>
59 #include <vm/swap_pager.h>
60
61 #include <sys/buf2.h>
62 #include <sys/thread2.h>
63 #include <sys/spinlock2.h>
64 #include <sys/mplock2.h>
65 #include <vm/vm_page2.h>
66
67 #include "opt_ddb.h"
68 #ifdef DDB
69 #include <ddb/ddb.h>
70 #endif
71
72 /*
73  * Buffer queues.
74  */
75 enum bufq_type {
76         BQUEUE_NONE,            /* not on any queue */
77         BQUEUE_LOCKED,          /* locked buffers */
78         BQUEUE_CLEAN,           /* non-B_DELWRI buffers */
79         BQUEUE_DIRTY,           /* B_DELWRI buffers */
80         BQUEUE_DIRTY_HW,        /* B_DELWRI buffers - heavy weight */
81         BQUEUE_EMPTYKVA,        /* empty buffer headers with KVA assignment */
82         BQUEUE_EMPTY,           /* empty buffer headers */
83
84         BUFFER_QUEUES           /* number of buffer queues */
85 };
86
87 typedef enum bufq_type bufq_type_t;
88
89 #define BD_WAKE_SIZE    16384
90 #define BD_WAKE_MASK    (BD_WAKE_SIZE - 1)
91
92 TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES];
93 static struct spinlock bufqspin = SPINLOCK_INITIALIZER(&bufqspin);
94 static struct spinlock bufcspin = SPINLOCK_INITIALIZER(&bufcspin);
95
96 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "BIO buffer", "BIO buffer");
97
98 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
99
100 static void vfs_clean_pages(struct buf *bp);
101 static void vfs_clean_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
102 static void vfs_dirty_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
103 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
104 static int flushbufqueues(bufq_type_t q);
105 static vm_page_t bio_page_alloc(vm_object_t obj, vm_pindex_t pg, int deficit);
106
107 static void bd_signal(int totalspace);
108 static void buf_daemon(void);
109 static void buf_daemon_hw(void);
110
111 /*
112  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
113  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
114  * really that bad.  it would be better to split the buffer
115  * for input in the case of buffers partially already in memory,
116  * but the code is intricate enough already.
117  */
118 vm_page_t bogus_page;
119
120 /*
121  * These are all static, but make the ones we export globals so we do
122  * not need to use compiler magic.
123  */
124 int bufspace;                   /* locked by buffer_map */
125 int maxbufspace;
126 static int bufmallocspace;      /* atomic ops */
127 int maxbufmallocspace, lobufspace, hibufspace;
128 static int bufreusecnt, bufdefragcnt, buffreekvacnt;
129 static int lorunningspace;
130 static int hirunningspace;
131 static int runningbufreq;               /* locked by bufcspin */
132 static int dirtybufspace;               /* locked by bufcspin */
133 static int dirtybufcount;               /* locked by bufcspin */
134 static int dirtybufspacehw;             /* locked by bufcspin */
135 static int dirtybufcounthw;             /* locked by bufcspin */
136 static int runningbufspace;             /* locked by bufcspin */
137 static int runningbufcount;             /* locked by bufcspin */
138 int lodirtybufspace;
139 int hidirtybufspace;
140 static int getnewbufcalls;
141 static int getnewbufrestarts;
142 static int recoverbufcalls;
143 static int needsbuffer;         /* locked by bufcspin */
144 static int bd_request;          /* locked by bufcspin */
145 static int bd_request_hw;       /* locked by bufcspin */
146 static u_int bd_wake_ary[BD_WAKE_SIZE];
147 static u_int bd_wake_index;
148 static u_int vm_cycle_point = 40; /* 23-36 will migrate more act->inact */
149 static int debug_commit;
150
151 static struct thread *bufdaemon_td;
152 static struct thread *bufdaemonhw_td;
153 static u_int lowmempgallocs;
154 static u_int lowmempgfails;
155
156 /*
157  * Sysctls for operational control of the buffer cache.
158  */
159 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybufspace, CTLFLAG_RW, &lodirtybufspace, 0,
160         "Number of dirty buffers to flush before bufdaemon becomes inactive");
161 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybufspace, CTLFLAG_RW, &hidirtybufspace, 0,
162         "High watermark used to trigger explicit flushing of dirty buffers");
163 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
164         "Minimum amount of buffer space required for active I/O");
165 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
166         "Maximum amount of buffer space to usable for active I/O");
167 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, lowmempgallocs, CTLFLAG_RW, &lowmempgallocs, 0,
168         "Page allocations done during periods of very low free memory");
169 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, lowmempgfails, CTLFLAG_RW, &lowmempgfails, 0,
170         "Page allocations which failed during periods of very low free memory");
171 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, vm_cycle_point, CTLFLAG_RW, &vm_cycle_point, 0,
172         "Recycle pages to active or inactive queue transition pt 0-64");
173 /*
174  * Sysctls determining current state of the buffer cache.
175  */
176 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, nbuf, CTLFLAG_RD, &nbuf, 0,
177         "Total number of buffers in buffer cache");
178 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspace, CTLFLAG_RD, &dirtybufspace, 0,
179         "Pending bytes of dirty buffers (all)");
180 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspacehw, CTLFLAG_RD, &dirtybufspacehw, 0,
181         "Pending bytes of dirty buffers (heavy weight)");
182 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcount, CTLFLAG_RD, &dirtybufcount, 0,
183         "Pending number of dirty buffers");
184 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcounthw, CTLFLAG_RD, &dirtybufcounthw, 0,
185         "Pending number of dirty buffers (heavy weight)");
186 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
187         "I/O bytes currently in progress due to asynchronous writes");
188 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufcount, CTLFLAG_RD, &runningbufcount, 0,
189         "I/O buffers currently in progress due to asynchronous writes");
190 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
191         "Hard limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
192 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
193         "Soft limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
194 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
195         "Minimum amount of memory to reserve for system buffer space");
196 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
197         "Amount of memory available for buffers");
198 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufmallocspace,
199         0, "Maximum amount of memory reserved for buffers using malloc");
200 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
201         "Amount of memory left for buffers using malloc-scheme");
202 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD, &getnewbufcalls, 0,
203         "New buffer header acquisition requests");
204 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD, &getnewbufrestarts,
205         0, "New buffer header acquisition restarts");
206 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recoverbufcalls, CTLFLAG_RD, &recoverbufcalls, 0,
207         "Recover VM space in an emergency");
208 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RD, &bufdefragcnt, 0,
209         "Buffer acquisition restarts due to fragmented buffer map");
210 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RD, &buffreekvacnt, 0,
211         "Amount of time KVA space was deallocated in an arbitrary buffer");
212 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RD, &bufreusecnt, 0,
213         "Amount of time buffer re-use operations were successful");
214 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, debug_commit, CTLFLAG_RW, &debug_commit, 0, "");
215 SYSCTL_INT(_debug_sizeof, OID_AUTO, buf, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct buf),
216         "sizeof(struct buf)");
217
218 char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
219
220 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
221 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED02   0x02
222 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED04   0x04
223 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
224
225 /*
226  * bufspacewakeup:
227  *
228  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
229  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
230  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
231  *      bp's get placed back in the queues.
232  */
233 static __inline void
234 bufspacewakeup(void)
235 {
236         /*
237          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
238          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
239          * process will be able to now.
240          */
241         spin_lock(&bufcspin);
242         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
243                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
244                 spin_unlock(&bufcspin);
245                 wakeup(&needsbuffer);
246         } else {
247                 spin_unlock(&bufcspin);
248         }
249 }
250
251 /*
252  * runningbufwakeup:
253  *
254  *      Accounting for I/O in progress.
255  *
256  */
257 static __inline void
258 runningbufwakeup(struct buf *bp)
259 {
260         int totalspace;
261         int limit;
262
263         if ((totalspace = bp->b_runningbufspace) != 0) {
264                 spin_lock(&bufcspin);
265                 runningbufspace -= totalspace;
266                 --runningbufcount;
267                 bp->b_runningbufspace = 0;
268
269                 /*
270                  * see waitrunningbufspace() for limit test.
271                  */
272                 limit = hirunningspace * 4 / 6;
273                 if (runningbufreq && runningbufspace <= limit) {
274                         runningbufreq = 0;
275                         spin_unlock(&bufcspin);
276                         wakeup(&runningbufreq);
277                 } else {
278                         spin_unlock(&bufcspin);
279                 }
280                 bd_signal(totalspace);
281         }
282 }
283
284 /*
285  * bufcountwakeup:
286  *
287  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
288  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
289  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
290  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
291  *
292  * MPSAFE
293  */
294 static __inline void
295 bufcountwakeup(void) 
296 {
297         spin_lock(&bufcspin);
298         if (needsbuffer) {
299                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
300                 spin_unlock(&bufcspin);
301                 wakeup(&needsbuffer);
302         } else {
303                 spin_unlock(&bufcspin);
304         }
305 }
306
307 /*
308  * waitrunningbufspace()
309  *
310  * Wait for the amount of running I/O to drop to hirunningspace * 4 / 6.
311  * This is the point where write bursting stops so we don't want to wait
312  * for the running amount to drop below it (at least if we still want bioq
313  * to burst writes).
314  *
315  * The caller may be using this function to block in a tight loop, we
316  * must block while runningbufspace is greater then or equal to
317  * hirunningspace * 4 / 6.
318  *
319  * And even with that it may not be enough, due to the presence of
320  * B_LOCKED dirty buffers, so also wait for at least one running buffer
321  * to complete.
322  */
323 void
324 waitrunningbufspace(void)
325 {
326         int limit = hirunningspace * 4 / 6;
327         int dummy;
328
329         spin_lock(&bufcspin);
330         if (runningbufspace > limit) {
331                 while (runningbufspace > limit) {
332                         ++runningbufreq;
333                         ssleep(&runningbufreq, &bufcspin, 0, "wdrn1", 0);
334                 }
335                 spin_unlock(&bufcspin);
336         } else if (runningbufspace > limit / 2) {
337                 ++runningbufreq;
338                 spin_unlock(&bufcspin);
339                 tsleep(&dummy, 0, "wdrn2", 1);
340         } else {
341                 spin_unlock(&bufcspin);
342         }
343 }
344
345 /*
346  * buf_dirty_count_severe:
347  *
348  *      Return true if we have too many dirty buffers.
349  */
350 int
351 buf_dirty_count_severe(void)
352 {
353         return (runningbufspace + dirtybufspace >= hidirtybufspace ||
354                 dirtybufcount >= nbuf / 2);
355 }
356
357 /*
358  * Return true if the amount of running I/O is severe and BIOQ should
359  * start bursting.
360  */
361 int
362 buf_runningbufspace_severe(void)
363 {
364         return (runningbufspace >= hirunningspace * 4 / 6);
365 }
366
367 /*
368  * vfs_buf_test_cache:
369  *
370  * Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
371  * bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
372  * valid data.
373  *
374  * NOTE! Dirty VM pages are not processed into dirty (B_DELWRI) buffer
375  * cache buffers.  The VM pages remain dirty, as someone had mmap()'d
376  * them while a clean buffer was present.
377  */
378 static __inline__
379 void
380 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
381                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
382                   vm_page_t m)
383 {
384         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
385                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
386                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
387                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
388         }
389 }
390
391 /*
392  * bd_speedup()
393  *
394  * Spank the buf_daemon[_hw] if the total dirty buffer space exceeds the
395  * low water mark.
396  *
397  * MPSAFE
398  */
399 static __inline__
400 void
401 bd_speedup(void)
402 {
403         if (dirtybufspace < lodirtybufspace && dirtybufcount < nbuf / 2)
404                 return;
405
406         if (bd_request == 0 &&
407             (dirtybufspace - dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
408              dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
409                 spin_lock(&bufcspin);
410                 bd_request = 1;
411                 spin_unlock(&bufcspin);
412                 wakeup(&bd_request);
413         }
414         if (bd_request_hw == 0 &&
415             (dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
416              dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
417                 spin_lock(&bufcspin);
418                 bd_request_hw = 1;
419                 spin_unlock(&bufcspin);
420                 wakeup(&bd_request_hw);
421         }
422 }
423
424 /*
425  * bd_heatup()
426  *
427  *      Get the buf_daemon heated up when the number of running and dirty
428  *      buffers exceeds the mid-point.
429  *
430  *      Return the total number of dirty bytes past the second mid point
431  *      as a measure of how much excess dirty data there is in the system.
432  *
433  * MPSAFE
434  */
435 int
436 bd_heatup(void)
437 {
438         int mid1;
439         int mid2;
440         int totalspace;
441
442         mid1 = lodirtybufspace + (hidirtybufspace - lodirtybufspace) / 2;
443
444         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
445         if (totalspace >= mid1 || dirtybufcount >= nbuf / 2) {
446                 bd_speedup();
447                 mid2 = mid1 + (hidirtybufspace - mid1) / 2;
448                 if (totalspace >= mid2)
449                         return(totalspace - mid2);
450         }
451         return(0);
452 }
453
454 /*
455  * bd_wait()
456  *
457  *      Wait for the buffer cache to flush (totalspace) bytes worth of
458  *      buffers, then return.
459  *
460  *      Regardless this function blocks while the number of dirty buffers
461  *      exceeds hidirtybufspace.
462  *
463  * MPSAFE
464  */
465 void
466 bd_wait(int totalspace)
467 {
468         u_int i;
469         int count;
470
471         if (curthread == bufdaemonhw_td || curthread == bufdaemon_td)
472                 return;
473
474         while (totalspace > 0) {
475                 bd_heatup();
476                 if (totalspace > runningbufspace + dirtybufspace)
477                         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
478                 count = totalspace / BKVASIZE;
479                 if (count >= BD_WAKE_SIZE)
480                         count = BD_WAKE_SIZE - 1;
481
482                 spin_lock(&bufcspin);
483                 i = (bd_wake_index + count) & BD_WAKE_MASK;
484                 ++bd_wake_ary[i];
485
486                 /*
487                  * This is not a strict interlock, so we play a bit loose
488                  * with locking access to dirtybufspace*
489                  */
490                 tsleep_interlock(&bd_wake_ary[i], 0);
491                 spin_unlock(&bufcspin);
492                 tsleep(&bd_wake_ary[i], PINTERLOCKED, "flstik", hz);
493
494                 totalspace = runningbufspace + dirtybufspace - hidirtybufspace;
495         }
496 }
497
498 /*
499  * bd_signal()
500  * 
501  *      This function is called whenever runningbufspace or dirtybufspace
502  *      is reduced.  Track threads waiting for run+dirty buffer I/O
503  *      complete.
504  *
505  * MPSAFE
506  */
507 static void
508 bd_signal(int totalspace)
509 {
510         u_int i;
511
512         if (totalspace > 0) {
513                 if (totalspace > BKVASIZE * BD_WAKE_SIZE)
514                         totalspace = BKVASIZE * BD_WAKE_SIZE;
515                 spin_lock(&bufcspin);
516                 while (totalspace > 0) {
517                         i = bd_wake_index++;
518                         i &= BD_WAKE_MASK;
519                         if (bd_wake_ary[i]) {
520                                 bd_wake_ary[i] = 0;
521                                 spin_unlock(&bufcspin);
522                                 wakeup(&bd_wake_ary[i]);
523                                 spin_lock(&bufcspin);
524                         }
525                         totalspace -= BKVASIZE;
526                 }
527                 spin_unlock(&bufcspin);
528         }
529 }
530
531 /*
532  * BIO tracking support routines.
533  *
534  * Release a ref on a bio_track.  Wakeup requests are atomically released
535  * along with the last reference so bk_active will never wind up set to
536  * only 0x80000000.
537  *
538  * MPSAFE
539  */
540 static
541 void
542 bio_track_rel(struct bio_track *track)
543 {
544         int     active;
545         int     desired;
546
547         /*
548          * Shortcut
549          */
550         active = track->bk_active;
551         if (active == 1 && atomic_cmpset_int(&track->bk_active, 1, 0))
552                 return;
553
554         /*
555          * Full-on.  Note that the wait flag is only atomically released on
556          * the 1->0 count transition.
557          *
558          * We check for a negative count transition using bit 30 since bit 31
559          * has a different meaning.
560          */
561         for (;;) {
562                 desired = (active & 0x7FFFFFFF) - 1;
563                 if (desired)
564                         desired |= active & 0x80000000;
565                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
566                         if (desired & 0x40000000)
567                                 panic("bio_track_rel: bad count: %p\n", track);
568                         if (active & 0x80000000)
569                                 wakeup(track);
570                         break;
571                 }
572                 active = track->bk_active;
573         }
574 }
575
576 /*
577  * Wait for the tracking count to reach 0.
578  *
579  * Use atomic ops such that the wait flag is only set atomically when
580  * bk_active is non-zero.
581  *
582  * MPSAFE
583  */
584 int
585 bio_track_wait(struct bio_track *track, int slp_flags, int slp_timo)
586 {
587         int     active;
588         int     desired;
589         int     error;
590
591         /*
592          * Shortcut
593          */
594         if (track->bk_active == 0)
595                 return(0);
596
597         /*
598          * Full-on.  Note that the wait flag may only be atomically set if
599          * the active count is non-zero.
600          *
601          * NOTE: We cannot optimize active == desired since a wakeup could
602          *       clear active prior to our tsleep_interlock().
603          */
604         error = 0;
605         while ((active = track->bk_active) != 0) {
606                 cpu_ccfence();
607                 desired = active | 0x80000000;
608                 tsleep_interlock(track, slp_flags);
609                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
610                         error = tsleep(track, slp_flags | PINTERLOCKED,
611                                        "trwait", slp_timo);
612                         if (error)
613                                 break;
614                 }
615         }
616         return (error);
617 }
618
619 /*
620  * bufinit:
621  *
622  *      Load time initialisation of the buffer cache, called from machine
623  *      dependant initialization code. 
624  */
625 void
626 bufinit(void)
627 {
628         struct buf *bp;
629         vm_offset_t bogus_offset;
630         int i;
631
632         /* next, make a null set of free lists */
633         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
634                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
635
636         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
637         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
638                 bp = &buf[i];
639                 bzero(bp, sizeof *bp);
640                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
641                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
642                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
643                 initbufbio(bp);
644                 xio_init(&bp->b_xio);
645                 buf_dep_init(bp);
646                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
647         }
648
649         /*
650          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
651          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
652          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
653          * used by most other processes.  The differential is required to 
654          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
655          * be blocked waiting for buffer space.
656          *
657          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
658          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
659          * by the system.
660          */
661         maxbufspace = nbuf * BKVASIZE;
662         hibufspace = imax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
663         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
664
665         lorunningspace = 512 * 1024;
666         /* hirunningspace -- see below */
667
668         /*
669          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently
670          * into the kernel space.  Even though this is accounted for in
671          * the buffer allocation, we don't want the malloced region to grow
672          * uncontrolled.  The malloc scheme improves memory utilization
673          * significantly on average (small) directories.
674          */
675         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
676
677         /*
678          * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
679          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
680          *
681          * We don't want too much actually queued to the device at once
682          * (XXX this needs to be per-mount!), because the buffers will
683          * wind up locked for a very long period of time while the I/O
684          * drains.
685          */
686         hidirtybufspace = hibufspace / 2;       /* dirty + running */
687         hirunningspace = hibufspace / 16;       /* locked & queued to device */
688         if (hirunningspace < 1024 * 1024)
689                 hirunningspace = 1024 * 1024;
690
691         dirtybufspace = 0;
692         dirtybufspacehw = 0;
693
694         lodirtybufspace = hidirtybufspace / 2;
695
696         /*
697          * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
698          * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
699          * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
700          * from buf_daemon.
701          */
702
703         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
704         bogus_page = vm_page_alloc(&kernel_object,
705                                    (bogus_offset >> PAGE_SHIFT),
706                                    VM_ALLOC_NORMAL);
707         vmstats.v_wire_count++;
708
709 }
710
711 /*
712  * Initialize the embedded bio structures, typically used by
713  * deprecated code which tries to allocate its own struct bufs.
714  */
715 void
716 initbufbio(struct buf *bp)
717 {
718         bp->b_bio1.bio_buf = bp;
719         bp->b_bio1.bio_prev = NULL;
720         bp->b_bio1.bio_offset = NOOFFSET;
721         bp->b_bio1.bio_next = &bp->b_bio2;
722         bp->b_bio1.bio_done = NULL;
723         bp->b_bio1.bio_flags = 0;
724
725         bp->b_bio2.bio_buf = bp;
726         bp->b_bio2.bio_prev = &bp->b_bio1;
727         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
728         bp->b_bio2.bio_next = NULL;
729         bp->b_bio2.bio_done = NULL;
730         bp->b_bio2.bio_flags = 0;
731
732         BUF_LOCKINIT(bp);
733 }
734
735 /*
736  * Reinitialize the embedded bio structures as well as any additional
737  * translation cache layers.
738  */
739 void
740 reinitbufbio(struct buf *bp)
741 {
742         struct bio *bio;
743
744         for (bio = &bp->b_bio1; bio; bio = bio->bio_next) {
745                 bio->bio_done = NULL;
746                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
747         }
748 }
749
750 /*
751  * Undo the effects of an initbufbio().
752  */
753 void
754 uninitbufbio(struct buf *bp)
755 {
756         dsched_exit_buf(bp);
757         BUF_LOCKFREE(bp);
758 }
759
760 /*
761  * Push another BIO layer onto an existing BIO and return it.  The new
762  * BIO layer may already exist, holding cached translation data.
763  */
764 struct bio *
765 push_bio(struct bio *bio)
766 {
767         struct bio *nbio;
768
769         if ((nbio = bio->bio_next) == NULL) {
770                 int index = bio - &bio->bio_buf->b_bio_array[0];
771                 if (index >= NBUF_BIO - 1) {
772                         panic("push_bio: too many layers bp %p\n",
773                                 bio->bio_buf);
774                 }
775                 nbio = &bio->bio_buf->b_bio_array[index + 1];
776                 bio->bio_next = nbio;
777                 nbio->bio_prev = bio;
778                 nbio->bio_buf = bio->bio_buf;
779                 nbio->bio_offset = NOOFFSET;
780                 nbio->bio_done = NULL;
781                 nbio->bio_next = NULL;
782         }
783         KKASSERT(nbio->bio_done == NULL);
784         return(nbio);
785 }
786
787 /*
788  * Pop a BIO translation layer, returning the previous layer.  The
789  * must have been previously pushed.
790  */
791 struct bio *
792 pop_bio(struct bio *bio)
793 {
794         return(bio->bio_prev);
795 }
796
797 void
798 clearbiocache(struct bio *bio)
799 {
800         while (bio) {
801                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
802                 bio = bio->bio_next;
803         }
804 }
805
806 /*
807  * bfreekva:
808  *
809  *      Free the KVA allocation for buffer 'bp'.
810  *
811  *      Must be called from a critical section as this is the only locking for
812  *      buffer_map.
813  *
814  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
815  *
816  * MPALMOSTSAFE
817  */
818 static void
819 bfreekva(struct buf *bp)
820 {
821         int count;
822
823         if (bp->b_kvasize) {
824                 ++buffreekvacnt;
825                 count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
826                 vm_map_lock(&buffer_map);
827                 bufspace -= bp->b_kvasize;
828                 vm_map_delete(&buffer_map,
829                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
830                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize,
831                     &count
832                 );
833                 vm_map_unlock(&buffer_map);
834                 vm_map_entry_release(count);
835                 bp->b_kvasize = 0;
836                 bp->b_kvabase = NULL;
837                 bufspacewakeup();
838         }
839 }
840
841 /*
842  * bremfree:
843  *
844  *      Remove the buffer from the appropriate free list.
845  */
846 static __inline void
847 _bremfree(struct buf *bp)
848 {
849         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE) {
850                 KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) == 1, 
851                                 ("bremfree: bp %p not locked",bp));
852                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
853                 bp->b_qindex = BQUEUE_NONE;
854         } else {
855                 if (BUF_REFCNTNB(bp) <= 1)
856                         panic("bremfree: removing a buffer not on a queue");
857         }
858 }
859
860 void
861 bremfree(struct buf *bp)
862 {
863         spin_lock(&bufqspin);
864         _bremfree(bp);
865         spin_unlock(&bufqspin);
866 }
867
868 static void
869 bremfree_locked(struct buf *bp)
870 {
871         _bremfree(bp);
872 }
873
874 /*
875  * bread:
876  *
877  *      Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
878  *      must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
879  *      is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
880  *      getblk() ).
881  *
882  */
883 int
884 bread(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, struct buf **bpp)
885 {
886         return (breadn(vp, loffset, size, NULL, NULL, 0, bpp));
887 }
888
889 /*
890  * This version of bread issues any required I/O asyncnronously and
891  * makes a callback on completion.
892  *
893  * The callback must check whether BIO_DONE is set in the bio and issue
894  * the bpdone(bp, 0) if it isn't.  The callback is responsible for clearing
895  * BIO_DONE and disposing of the I/O (bqrelse()ing it).
896  */
897 void
898 breadcb(struct vnode *vp, off_t loffset, int size,
899         void (*func)(struct bio *), void *arg)
900 {
901         struct buf *bp;
902
903         bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
904
905         /* if not found in cache, do some I/O */
906         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
907                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
908                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
909                 bp->b_bio1.bio_done = func;
910                 bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = arg;
911                 vfs_busy_pages(vp, bp);
912                 BUF_KERNPROC(bp);
913                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
914         } else if (func) {
915                 /*
916                  * Since we are issuing the callback synchronously it cannot
917                  * race the BIO_DONE, so no need for atomic ops here.
918                  */
919                 /*bp->b_bio1.bio_done = func;*/
920                 bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = arg;
921                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_DONE;
922                 func(&bp->b_bio1);
923         } else {
924                 bqrelse(bp);
925         }
926 }
927
928 /*
929  * breadn:
930  *
931  *      Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
932  *      read-ahead blocks.  We must clear B_ERROR and B_INVAL prior
933  *      to initiating I/O . If B_CACHE is set, the buffer is valid 
934  *      and we do not have to do anything.
935  *
936  */
937 int
938 breadn(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, off_t *raoffset,
939         int *rabsize, int cnt, struct buf **bpp)
940 {
941         struct buf *bp, *rabp;
942         int i;
943         int rv = 0, readwait = 0;
944
945         *bpp = bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
946
947         /* if not found in cache, do some I/O */
948         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
949                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
950                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
951                 bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
952                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
953                 vfs_busy_pages(vp, bp);
954                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
955                 ++readwait;
956         }
957
958         for (i = 0; i < cnt; i++, raoffset++, rabsize++) {
959                 if (inmem(vp, *raoffset))
960                         continue;
961                 rabp = getblk(vp, *raoffset, *rabsize, 0, 0);
962
963                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
964                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
965                         rabp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
966                         vfs_busy_pages(vp, rabp);
967                         BUF_KERNPROC(rabp);
968                         vn_strategy(vp, &rabp->b_bio1);
969                 } else {
970                         brelse(rabp);
971                 }
972         }
973         if (readwait)
974                 rv = biowait(&bp->b_bio1, "biord");
975         return (rv);
976 }
977
978 /*
979  * bwrite:
980  *
981  *      Synchronous write, waits for completion.
982  *
983  *      Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
984  *      if async).  Do not bother writing anything if the buffer
985  *      is invalid.
986  *
987  *      Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
988  *      fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
989  *      now so we set it generally.  This could be set either here 
990  *      or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
991  *      here.
992  */
993 int
994 bwrite(struct buf *bp)
995 {
996         int error;
997
998         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
999                 brelse(bp);
1000                 return (0);
1001         }
1002         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1003                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
1004
1005         /* Mark the buffer clean */
1006         bundirty(bp);
1007
1008         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
1009         bp->b_flags |= B_CACHE;
1010         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1011         bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
1012         bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
1013         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
1014
1015         /*
1016          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
1017          * valid for vnode-backed buffers.
1018          */
1019         bsetrunningbufspace(bp, bp->b_bufsize);
1020         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1021         error = biowait(&bp->b_bio1, "biows");
1022         brelse(bp);
1023
1024         return (error);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * bawrite:
1029  *
1030  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1031  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1032  *
1033  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling
1034  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1035  */
1036 void
1037 bawrite(struct buf *bp)
1038 {
1039         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1040                 brelse(bp);
1041                 return;
1042         }
1043         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1044                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
1045
1046         /* Mark the buffer clean */
1047         bundirty(bp);
1048
1049         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
1050         bp->b_flags |= B_CACHE;
1051         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1052         KKASSERT(bp->b_bio1.bio_done == NULL);
1053         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
1054
1055         /*
1056          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
1057          * valid for vnode-backed buffers.
1058          */
1059         bsetrunningbufspace(bp, bp->b_bufsize);
1060         BUF_KERNPROC(bp);
1061         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * bowrite:
1066  *
1067  *      Ordered write.  Start output on a buffer, and flag it so that the
1068  *      device will write it in the order it was queued.  The buffer is
1069  *      released when the output completes.  bwrite() ( or the VOP routine
1070  *      anyway ) is responsible for handling B_INVAL buffers.
1071  */
1072 int
1073 bowrite(struct buf *bp)
1074 {
1075         bp->b_flags |= B_ORDERED;
1076         bawrite(bp);
1077         return (0);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * bdwrite:
1082  *
1083  *      Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1084  *      anything if the buffer is marked invalid.
1085  *
1086  *      Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1087  *      set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1088  *      biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1089  *      out synchronously.
1090  */
1091 void
1092 bdwrite(struct buf *bp)
1093 {
1094         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1095                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
1096
1097         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1098                 brelse(bp);
1099                 return;
1100         }
1101         bdirty(bp);
1102
1103         if (dsched_is_clear_buf_priv(bp))
1104                 dsched_new_buf(bp);
1105
1106         /*
1107          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1108          * true even of NFS now.
1109          */
1110         bp->b_flags |= B_CACHE;
1111
1112         /*
1113          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1114          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1115          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1116          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1117          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1118          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1119          * the bmap then...  So, this is important to do.
1120          */
1121         if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1122                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_loffset, &bp->b_bio2.bio_offset,
1123                          NULL, NULL, BUF_CMD_WRITE);
1124         }
1125
1126         /*
1127          * Because the underlying pages may still be mapped and
1128          * writable trying to set the dirty buffer (b_dirtyoff/end)
1129          * range here will be inaccurate.
1130          *
1131          * However, we must still clean the pages to satisfy the
1132          * vnode_pager and pageout daemon, so theythink the pages
1133          * have been "cleaned".  What has really occured is that
1134          * they've been earmarked for later writing by the buffer
1135          * cache.
1136          *
1137          * So we get the b_dirtyoff/end update but will not actually
1138          * depend on it (NFS that is) until the pages are busied for
1139          * writing later on.
1140          */
1141         vfs_clean_pages(bp);
1142         bqrelse(bp);
1143
1144         /*
1145          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1146          * due to the softdep code.
1147          */
1148 }
1149
1150 /*
1151  * Fake write - return pages to VM system as dirty, leave the buffer clean.
1152  * This is used by tmpfs.
1153  *
1154  * It is important for any VFS using this routine to NOT use it for
1155  * IO_SYNC or IO_ASYNC operations which occur when the system really
1156  * wants to flush VM pages to backing store.
1157  */
1158 void
1159 buwrite(struct buf *bp)
1160 {
1161         vm_page_t m;
1162         int i;
1163
1164         /*
1165          * Only works for VMIO buffers.  If the buffer is already
1166          * marked for delayed-write we can't avoid the bdwrite().
1167          */
1168         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || (bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1169                 bdwrite(bp);
1170                 return;
1171         }
1172
1173         /*
1174          * Set valid & dirty.
1175          *
1176          * WARNING! vfs_dirty_one_page() assumes vm_token is held for now.
1177          */
1178         lwkt_gettoken(&vm_token);
1179         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1180                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1181                 vfs_dirty_one_page(bp, i, m);
1182         }
1183         lwkt_reltoken(&vm_token);
1184         bqrelse(bp);
1185 }
1186
1187 /*
1188  * bdirty:
1189  *
1190  *      Turn buffer into delayed write request by marking it B_DELWRI.
1191  *      B_RELBUF and B_NOCACHE must be cleared.
1192  *
1193  *      We reassign the buffer to itself to properly update it in the
1194  *      dirty/clean lists. 
1195  *
1196  *      Must be called from a critical section.
1197  *      The buffer must be on BQUEUE_NONE.
1198  */
1199 void
1200 bdirty(struct buf *bp)
1201 {
1202         KASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_NONE, ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1203         if (bp->b_flags & B_NOCACHE) {
1204                 kprintf("bdirty: clearing B_NOCACHE on buf %p\n", bp);
1205                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
1206         }
1207         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1208                 kprintf("bdirty: warning, dirtying invalid buffer %p\n", bp);
1209         }
1210         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1211
1212         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1213                 lwkt_gettoken(&bp->b_vp->v_token);
1214                 bp->b_flags |= B_DELWRI;
1215                 reassignbuf(bp);
1216                 lwkt_reltoken(&bp->b_vp->v_token);
1217
1218                 spin_lock(&bufcspin);
1219                 ++dirtybufcount;
1220                 dirtybufspace += bp->b_bufsize;
1221                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1222                         ++dirtybufcounthw;
1223                         dirtybufspacehw += bp->b_bufsize;
1224                 }
1225                 spin_unlock(&bufcspin);
1226
1227                 bd_heatup();
1228         }
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Set B_HEAVY, indicating that this is a heavy-weight buffer that
1233  * needs to be flushed with a different buf_daemon thread to avoid
1234  * deadlocks.  B_HEAVY also imposes restrictions in getnewbuf().
1235  */
1236 void
1237 bheavy(struct buf *bp)
1238 {
1239         if ((bp->b_flags & B_HEAVY) == 0) {
1240                 bp->b_flags |= B_HEAVY;
1241                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1242                         spin_lock(&bufcspin);
1243                         ++dirtybufcounthw;
1244                         dirtybufspacehw += bp->b_bufsize;
1245                         spin_unlock(&bufcspin);
1246                 }
1247         }
1248 }
1249
1250 /*
1251  * bundirty:
1252  *
1253  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1254  *
1255  *      Must be called from a critical section.
1256  *
1257  *      The buffer is typically on BQUEUE_NONE but there is one case in 
1258  *      brelse() that calls this function after placing the buffer on
1259  *      a different queue.
1260  *
1261  * MPSAFE
1262  */
1263 void
1264 bundirty(struct buf *bp)
1265 {
1266         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1267                 lwkt_gettoken(&bp->b_vp->v_token);
1268                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1269                 reassignbuf(bp);
1270                 lwkt_reltoken(&bp->b_vp->v_token);
1271
1272                 spin_lock(&bufcspin);
1273                 --dirtybufcount;
1274                 dirtybufspace -= bp->b_bufsize;
1275                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1276                         --dirtybufcounthw;
1277                         dirtybufspacehw -= bp->b_bufsize;
1278                 }
1279                 spin_unlock(&bufcspin);
1280
1281                 bd_signal(bp->b_bufsize);
1282         }
1283         /*
1284          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1285          */
1286         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Set the b_runningbufspace field, used to track how much I/O is
1291  * in progress at any given moment.
1292  */
1293 void
1294 bsetrunningbufspace(struct buf *bp, int bytes)
1295 {
1296         bp->b_runningbufspace = bytes;
1297         if (bytes) {
1298                 spin_lock(&bufcspin);
1299                 runningbufspace += bytes;
1300                 ++runningbufcount;
1301                 spin_unlock(&bufcspin);
1302         }
1303 }
1304
1305 /*
1306  * brelse:
1307  *
1308  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1309  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1310  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1311  *
1312  * MPALMOSTSAFE
1313  */
1314 void
1315 brelse(struct buf *bp)
1316 {
1317 #ifdef INVARIANTS
1318         int saved_flags = bp->b_flags;
1319 #endif
1320
1321         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1322
1323         /*
1324          * If B_NOCACHE is set we are being asked to destroy the buffer and
1325          * its backing store.  Clear B_DELWRI.
1326          *
1327          * B_NOCACHE is set in two cases: (1) when the caller really wants
1328          * to destroy the buffer and backing store and (2) when the caller
1329          * wants to destroy the buffer and backing store after a write 
1330          * completes.
1331          */
1332         if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_DELWRI)) == (B_NOCACHE|B_DELWRI)) {
1333                 bundirty(bp);
1334         }
1335
1336         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
1337                 /*
1338                  * A re-dirtied buffer is only subject to destruction
1339                  * by B_INVAL.  B_ERROR and B_NOCACHE are ignored.
1340                  */
1341                 /* leave buffer intact */
1342         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR)) ||
1343                    (bp->b_bufsize <= 0)) {
1344                 /*
1345                  * Either a failed read or we were asked to free or not
1346                  * cache the buffer.  This path is reached with B_DELWRI
1347                  * set only if B_INVAL is already set.  B_NOCACHE governs
1348                  * backing store destruction.
1349                  *
1350                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED in buf_deallocate if the
1351                  * buffer cannot be immediately freed.
1352                  */
1353                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1354                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1355                         buf_deallocate(bp);
1356                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1357                         spin_lock(&bufcspin);
1358                         --dirtybufcount;
1359                         dirtybufspace -= bp->b_bufsize;
1360                         if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1361                                 --dirtybufcounthw;
1362                                 dirtybufspacehw -= bp->b_bufsize;
1363                         }
1364                         spin_unlock(&bufcspin);
1365
1366                         bd_signal(bp->b_bufsize);
1367                 }
1368                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1369         }
1370
1371         /*
1372          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI or B_LOCKED is set,
1373          * or if b_refs is non-zero.
1374          *
1375          * If vfs_vmio_release() is called with either bit set, the
1376          * underlying pages may wind up getting freed causing a previous
1377          * write (bdwrite()) to get 'lost' because pages associated with
1378          * a B_DELWRI bp are marked clean.  Pages associated with a
1379          * B_LOCKED buffer may be mapped by the filesystem.
1380          *
1381          * If we want to release the buffer ourselves (rather then the
1382          * originator asking us to release it), give the originator a
1383          * chance to countermand the release by setting B_LOCKED.
1384          * 
1385          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1386          * if B_DELWRI is set.
1387          *
1388          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1389          * on pages to return pages to the VM page queues.
1390          */
1391         if ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED)) || bp->b_refs) {
1392                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1393         } else if (vm_page_count_severe()) {
1394                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1395                         buf_deallocate(bp);             /* can set B_LOCKED */
1396                 if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED))
1397                         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1398                 else
1399                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1400         }
1401
1402         /*
1403          * Make sure b_cmd is clear.  It may have already been cleared by
1404          * biodone().
1405          *
1406          * At this point destroying the buffer is governed by the B_INVAL 
1407          * or B_RELBUF flags.
1408          */
1409         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1410         dsched_exit_buf(bp);
1411
1412         /*
1413          * VMIO buffer rundown.  Make sure the VM page array is restored
1414          * after an I/O may have replaces some of the pages with bogus pages
1415          * in order to not destroy dirty pages in a fill-in read.
1416          *
1417          * Note that due to the code above, if a buffer is marked B_DELWRI
1418          * then the B_RELBUF and B_NOCACHE bits will always be clear.
1419          * B_INVAL may still be set, however.
1420          *
1421          * For clean buffers, B_INVAL or B_RELBUF will destroy the buffer
1422          * but not the backing store.   B_NOCACHE will destroy the backing
1423          * store.
1424          *
1425          * Note that dirty NFS buffers contain byte-granular write ranges
1426          * and should not be destroyed w/ B_INVAL even if the backing store
1427          * is left intact.
1428          */
1429         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1430                 /*
1431                  * Rundown for VMIO buffers which are not dirty NFS buffers.
1432                  */
1433                 int i, j, resid;
1434                 vm_page_t m;
1435                 off_t foff;
1436                 vm_pindex_t poff;
1437                 vm_object_t obj;
1438                 struct vnode *vp;
1439
1440                 vp = bp->b_vp;
1441
1442                 /*
1443                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1444                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1445                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1446                  * But our b_xio.xio_pages array *IS* page aligned.
1447                  *
1448                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1449                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1450                  * m->dirty, etc...). 
1451                  *
1452                  * See man buf(9) for more information
1453                  */
1454
1455                 resid = bp->b_bufsize;
1456                 foff = bp->b_loffset;
1457
1458                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1459                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1460                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1461                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1462                         /*
1463                          * If we hit a bogus page, fixup *all* of them
1464                          * now.  Note that we left these pages wired
1465                          * when we removed them so they had better exist,
1466                          * and they cannot be ripped out from under us so
1467                          * no critical section protection is necessary.
1468                          */
1469                         if (m == bogus_page) {
1470                                 obj = vp->v_object;
1471                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset);
1472
1473                                 for (j = i; j < bp->b_xio.xio_npages; j++) {
1474                                         vm_page_t mtmp;
1475
1476                                         mtmp = bp->b_xio.xio_pages[j];
1477                                         if (mtmp == bogus_page) {
1478                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1479                                                 if (!mtmp) {
1480                                                         panic("brelse: page missing");
1481                                                 }
1482                                                 bp->b_xio.xio_pages[j] = mtmp;
1483                                         }
1484                                 }
1485                                 bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
1486
1487                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1488                                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1489                                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
1490                                 }
1491                                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1492                         }
1493
1494                         /*
1495                          * Invalidate the backing store if B_NOCACHE is set
1496                          * (e.g. used with vinvalbuf()).  If this is NFS
1497                          * we impose a requirement that the block size be
1498                          * a multiple of PAGE_SIZE and create a temporary
1499                          * hack to basically invalidate the whole page.  The
1500                          * problem is that NFS uses really odd buffer sizes
1501                          * especially when tracking piecemeal writes and
1502                          * it also vinvalbuf()'s a lot, which would result
1503                          * in only partial page validation and invalidation
1504                          * here.  If the file page is mmap()'d, however,
1505                          * all the valid bits get set so after we invalidate
1506                          * here we would end up with weird m->valid values
1507                          * like 0xfc.  nfs_getpages() can't handle this so
1508                          * we clear all the valid bits for the NFS case
1509                          * instead of just some of them.
1510                          *
1511                          * The real bug is the VM system having to set m->valid
1512                          * to VM_PAGE_BITS_ALL for faulted-in pages, which
1513                          * itself is an artifact of the whole 512-byte
1514                          * granular mess that exists to support odd block 
1515                          * sizes and UFS meta-data block sizes (e.g. 6144).
1516                          * A complete rewrite is required.
1517                          *
1518                          * XXX
1519                          */
1520                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
1521                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1522                                 int presid;
1523
1524                                 presid = PAGE_SIZE - poffset;
1525                                 if (bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
1526                                     bp->b_vp->v_type == VREG) {
1527                                         ; /* entire page */
1528                                 } else if (presid > resid) {
1529                                         presid = resid;
1530                                 }
1531                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1532                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1533
1534                                 /*
1535                                  * Also make sure any swap cache is removed
1536                                  * as it is now stale (HAMMER in particular
1537                                  * uses B_NOCACHE to deal with buffer
1538                                  * aliasing).
1539                                  */
1540                                 swap_pager_unswapped(m);
1541                         }
1542                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1543                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1544                 }
1545                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1546                         vfs_vmio_release(bp);
1547                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1548         } else {
1549                 /*
1550                  * Rundown for non-VMIO buffers.
1551                  */
1552                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1553                         if (bp->b_bufsize)
1554                                 allocbuf(bp, 0);
1555                         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1556                         if (bp->b_vp)
1557                                 brelvp(bp);
1558                 }
1559         }
1560                         
1561         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1562                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1563         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1564                 /* Temporary panic to verify exclusive locking */
1565                 /* This panic goes away when we allow shared refs */
1566                 panic("brelse: multiple refs");
1567                 /* NOT REACHED */
1568                 return;
1569         }
1570
1571         /*
1572          * Figure out the correct queue to place the cleaned up buffer on.
1573          * Buffers placed in the EMPTY or EMPTYKVA had better already be
1574          * disassociated from their vnode.
1575          */
1576         spin_lock(&bufqspin);
1577         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1578                 /*
1579                  * Buffers that are locked are placed in the locked queue
1580                  * immediately, regardless of their state.
1581                  */
1582                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1583                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1584         } else if (bp->b_bufsize == 0) {
1585                 /*
1586                  * Buffers with no memory.  Due to conditionals near the top
1587                  * of brelse() such buffers should probably already be
1588                  * marked B_INVAL and disassociated from their vnode.
1589                  */
1590                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1591                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp1 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1592                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1593                 if (bp->b_kvasize) {
1594                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1595                 } else {
1596                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
1597                 }
1598                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1599         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
1600                 /*
1601                  * Buffers with junk contents.   Again these buffers had better
1602                  * already be disassociated from their vnode.
1603                  */
1604                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp2 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1605                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1606                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1607                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1608                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1609         } else {
1610                 /*
1611                  * Remaining buffers.  These buffers are still associated with
1612                  * their vnode.
1613                  */
1614                 switch(bp->b_flags & (B_DELWRI|B_HEAVY)) {
1615                 case B_DELWRI:
1616                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1617                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1618                     break;
1619                 case B_DELWRI | B_HEAVY:
1620                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY_HW;
1621                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY_HW], bp,
1622                                       b_freelist);
1623                     break;
1624                 default:
1625                     /*
1626                      * NOTE: Buffers are always placed at the end of the
1627                      * queue.  If B_AGE is not set the buffer will cycle
1628                      * through the queue twice.
1629                      */
1630                     bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1631                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1632                     break;
1633                 }
1634         }
1635         spin_unlock(&bufqspin);
1636
1637         /*
1638          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.  We've already placed the buffer
1639          * on the correct queue.
1640          */
1641         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI))
1642                 bundirty(bp);
1643
1644         /*
1645          * The bp is on an appropriate queue unless locked.  If it is not
1646          * locked or dirty we can wakeup threads waiting for buffer space.
1647          *
1648          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1649          * if B_INVAL is set ).
1650          */
1651         if ((bp->b_flags & (B_LOCKED|B_DELWRI)) == 0)
1652                 bufcountwakeup();
1653
1654         /*
1655          * Something we can maybe free or reuse
1656          */
1657         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1658                 bufspacewakeup();
1659
1660         /*
1661          * Clean up temporary flags and unlock the buffer.
1662          */
1663         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1664         BUF_UNLOCK(bp);
1665 }
1666
1667 /*
1668  * bqrelse:
1669  *
1670  *      Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1671  *      it.  The buffer is expected to be used again soon.
1672  *
1673  *      bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1674  *      biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1675  *      known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1676  *      again soon.
1677  *
1678  *      XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1679  *
1680  * MPSAFE
1681  */
1682 void
1683 bqrelse(struct buf *bp)
1684 {
1685         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1686
1687         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1688                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1689         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1690                 /* do not release to free list */
1691                 panic("bqrelse: multiple refs");
1692                 return;
1693         }
1694
1695         buf_act_advance(bp);
1696
1697         spin_lock(&bufqspin);
1698         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1699                 /*
1700                  * Locked buffers are released to the locked queue.  However,
1701                  * if the buffer is dirty it will first go into the dirty
1702                  * queue and later on after the I/O completes successfully it
1703                  * will be released to the locked queue.
1704                  */
1705                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1706                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1707         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1708                 bp->b_qindex = (bp->b_flags & B_HEAVY) ?
1709                                BQUEUE_DIRTY_HW : BQUEUE_DIRTY;
1710                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1711         } else if (vm_page_count_severe()) {
1712                 /*
1713                  * We are too low on memory, we have to try to free the
1714                  * buffer (most importantly: the wired pages making up its
1715                  * backing store) *now*.
1716                  */
1717                 spin_unlock(&bufqspin);
1718                 brelse(bp);
1719                 return;
1720         } else {
1721                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1722                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1723         }
1724         spin_unlock(&bufqspin);
1725
1726         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
1727             ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
1728                 bufcountwakeup();
1729         }
1730
1731         /*
1732          * Something we can maybe free or reuse.
1733          */
1734         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1735                 bufspacewakeup();
1736
1737         /*
1738          * Final cleanup and unlock.  Clear bits that are only used while a
1739          * buffer is actively locked.
1740          */
1741         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_NOCACHE | B_RELBUF);
1742         dsched_exit_buf(bp);
1743         BUF_UNLOCK(bp);
1744 }
1745
1746 /*
1747  * Hold a buffer, preventing it from being reused.  This will prevent
1748  * normal B_RELBUF operations on the buffer but will not prevent B_INVAL
1749  * operations.  If a B_INVAL operation occurs the buffer will remain held
1750  * but the underlying pages may get ripped out.
1751  *
1752  * These functions are typically used in VOP_READ/VOP_WRITE functions
1753  * to hold a buffer during a copyin or copyout, preventing deadlocks
1754  * or recursive lock panics when read()/write() is used over mmap()'d
1755  * space.
1756  *
1757  * NOTE: bqhold() requires that the buffer be locked at the time of the
1758  *       hold.  bqdrop() has no requirements other than the buffer having
1759  *       previously been held.
1760  */
1761 void
1762 bqhold(struct buf *bp)
1763 {
1764         atomic_add_int(&bp->b_refs, 1);
1765 }
1766
1767 void
1768 bqdrop(struct buf *bp)
1769 {
1770         KKASSERT(bp->b_refs > 0);
1771         atomic_add_int(&bp->b_refs, -1);
1772 }
1773
1774 /*
1775  * vfs_vmio_release:
1776  *
1777  *      Return backing pages held by the buffer 'bp' back to the VM system
1778  *      if possible.  The pages are freed if they are no longer valid or
1779  *      attempt to free if it was used for direct I/O otherwise they are
1780  *      sent to the page cache.
1781  *
1782  *      Pages that were marked busy are left alone and skipped.
1783  *
1784  *      The KVA mapping (b_data) for the underlying pages is removed by
1785  *      this function.
1786  */
1787 static void
1788 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1789 {
1790         int i;
1791         vm_page_t m;
1792
1793         lwkt_gettoken(&vm_token);
1794         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1795                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1796                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
1797
1798                 /*
1799                  * The VFS is telling us this is not a meta-data buffer
1800                  * even if it is backed by a block device.
1801                  */
1802                 if (bp->b_flags & B_NOTMETA)
1803                         vm_page_flag_set(m, PG_NOTMETA);
1804
1805                 /*
1806                  * This is a very important bit of code.  We try to track
1807                  * VM page use whether the pages are wired into the buffer
1808                  * cache or not.  While wired into the buffer cache the
1809                  * bp tracks the act_count.
1810                  *
1811                  * We can choose to place unwired pages on the inactive
1812                  * queue (0) or active queue (1).  If we place too many
1813                  * on the active queue the queue will cycle the act_count
1814                  * on pages we'd like to keep, just from single-use pages
1815                  * (such as when doing a tar-up or file scan).
1816                  */
1817                 if (bp->b_act_count < vm_cycle_point)
1818                         vm_page_unwire(m, 0);
1819                 else
1820                         vm_page_unwire(m, 1);
1821
1822                 /*
1823                  * We don't mess with busy pages, it is the responsibility
1824                  * of the process that busied the pages to deal with them.
1825                  *
1826                  * However, the caller may have marked the page invalid and
1827                  * we must still make sure the page is no longer mapped.
1828                  */
1829                 if ((m->flags & PG_BUSY) || (m->busy != 0)) {
1830                         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1831                         continue;
1832                 }
1833                         
1834                 if (m->wire_count == 0) {
1835                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1836                         /*
1837                          * Might as well free the page if we can and it has
1838                          * no valid data.  We also free the page if the
1839                          * buffer was used for direct I/O.
1840                          */
1841 #if 0
1842                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid &&
1843                                         m->hold_count == 0) {
1844                                 vm_page_busy(m);
1845                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1846                                 vm_page_free(m);
1847                         } else
1848 #endif
1849                         /*
1850                          * Cache the page if we are really low on free
1851                          * pages.
1852                          *
1853                          * Also bypass the active and inactive queues
1854                          * if B_NOTMETA is set.  This flag is set by HAMMER
1855                          * on a regular file buffer when double buffering
1856                          * is enabled or on a block device buffer representing
1857                          * file data when double buffering is not enabled.
1858                          * The flag prevents two copies of the same data from
1859                          * being cached for long periods of time.
1860                          */
1861                         if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1862                                 vm_page_try_to_free(m);
1863                         } else if ((bp->b_flags & B_NOTMETA) ||
1864                                    vm_page_count_severe()) {
1865                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1866                                 vm_page_try_to_cache(m);
1867                         } else {
1868                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1869                         }
1870                 }
1871         }
1872         lwkt_reltoken(&vm_token);
1873
1874         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data),
1875                      bp->b_xio.xio_npages);
1876         if (bp->b_bufsize) {
1877                 bufspacewakeup();
1878                 bp->b_bufsize = 0;
1879         }
1880         bp->b_xio.xio_npages = 0;
1881         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1882         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1883         if (bp->b_vp)
1884                 brelvp(bp);
1885 }
1886
1887 /*
1888  * vfs_bio_awrite:
1889  *
1890  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1891  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1892  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1893  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1894  *
1895  *      The buffer is locked on call.
1896  */
1897 int
1898 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1899 {
1900         int i;
1901         int j;
1902         off_t loffset = bp->b_loffset;
1903         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1904         int nbytes;
1905         struct buf *bpa;
1906         int nwritten;
1907         int size;
1908
1909         /*
1910          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1911          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1912          * rather then at the beginning.
1913          *
1914          * NOTE: b_bio1 contains the logical loffset and is aliased
1915          * to b_loffset.  b_bio2 contains the translated block number.
1916          */
1917         if ((vp->v_type == VREG) && 
1918             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1919             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1920
1921                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1922
1923                 for (i = size; i < MAXPHYS; i += size) {
1924                         if ((bpa = findblk(vp, loffset + i, FINDBLK_TEST)) &&
1925                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1926                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1927                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1928                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1929                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1930                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1931                                      bp->b_bio2.bio_offset + i))
1932                                         break;
1933                         } else {
1934                                 break;
1935                         }
1936                 }
1937                 for (j = size; i + j <= MAXPHYS && j <= loffset; j += size) {
1938                         if ((bpa = findblk(vp, loffset - j, FINDBLK_TEST)) &&
1939                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1940                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1941                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1942                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1943                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1944                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1945                                      bp->b_bio2.bio_offset - j))
1946                                         break;
1947                         } else {
1948                                 break;
1949                         }
1950                 }
1951                 j -= size;
1952                 nbytes = (i + j);
1953
1954                 /*
1955                  * this is a possible cluster write
1956                  */
1957                 if (nbytes != size) {
1958                         BUF_UNLOCK(bp);
1959                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size,
1960                                                   loffset - j, nbytes);
1961                         return nwritten;
1962                 }
1963         }
1964
1965         /*
1966          * default (old) behavior, writing out only one block
1967          *
1968          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1969          */
1970         nwritten = bp->b_bufsize;
1971         bremfree(bp);
1972         bawrite(bp);
1973
1974         return nwritten;
1975 }
1976
1977 /*
1978  * getnewbuf:
1979  *
1980  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1981  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1982  *
1983  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1984  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1985  *
1986  *      We block if:
1987  *              We have insufficient buffer headers
1988  *              We have insufficient buffer space
1989  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1990  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1991  *
1992  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1993  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1994  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1995  *
1996  * MPALMOSTSAFE
1997  */
1998 static struct buf *
1999 getnewbuf(int blkflags, int slptimeo, int size, int maxsize)
2000 {
2001         struct buf *bp;
2002         struct buf *nbp;
2003         int defrag = 0;
2004         int nqindex;
2005         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
2006         static int flushingbufs;
2007
2008         /*
2009          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
2010          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
2011          * low-memory situations by proactively returning memory and running
2012          * async I/O rather then sync I/O.
2013          */
2014         
2015         ++getnewbufcalls;
2016         --getnewbufrestarts;
2017 restart:
2018         ++getnewbufrestarts;
2019
2020         /*
2021          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
2022          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
2023          * that if we are specially marked process, we are allowed to
2024          * dip into our reserves.
2025          *
2026          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
2027          *
2028          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
2029          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
2030          * where we cannot backup.
2031          */
2032         nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
2033         spin_lock(&bufqspin);
2034         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA]);
2035
2036         if (nbp == NULL) {
2037                 /*
2038                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
2039                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
2040                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
2041                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
2042                  */
2043                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
2044                         nqindex = BQUEUE_CLEAN;
2045                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
2046                 }
2047
2048                 /*
2049                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
2050                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
2051                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
2052                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
2053                  */
2054                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
2055                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
2056                         nqindex = BQUEUE_EMPTY;
2057                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY]);
2058                 }
2059         }
2060
2061         /*
2062          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
2063          * depending.
2064          *
2065          * WARNING!  bufqspin is held!
2066          */
2067         while ((bp = nbp) != NULL) {
2068                 int qindex = nqindex;
2069
2070                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2071
2072                 /*
2073                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
2074                  * cycles through the queue twice before being selected.
2075                  */
2076                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN && 
2077                     (bp->b_flags & B_AGE) == 0 && nbp) {
2078                         bp->b_flags |= B_AGE;
2079                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
2080                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
2081                         continue;
2082                 }
2083
2084                 /*
2085                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
2086                  * or do other fancy things ).
2087                  */
2088                 if (nbp == NULL) {
2089                         switch(qindex) {
2090                         case BQUEUE_EMPTY:
2091                                 nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
2092                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA])))
2093                                         break;
2094                                 /* fall through */
2095                         case BQUEUE_EMPTYKVA:
2096                                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
2097                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN])))
2098                                         break;
2099                                 /* fall through */
2100                         case BQUEUE_CLEAN:
2101                                 /*
2102                                  * nbp is NULL. 
2103                                  */
2104                                 break;
2105                         }
2106                 }
2107
2108                 /*
2109                  * Sanity Checks
2110                  */
2111                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
2112                         ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2113
2114                 /*
2115                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2116                  * buffers.
2117                  */
2118                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2119                         ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2120
2121                 /*
2122                  * Do not try to reuse a buffer with a non-zero b_refs.
2123                  * This is an unsynchronized test.  A synchronized test
2124                  * is also performed after we lock the buffer.
2125                  */
2126                 if (bp->b_refs)
2127                         continue;
2128
2129                 /*
2130                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2131                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
2132                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
2133                  * should also be non-zero at this point.  XXX
2134                  */
2135                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
2136                         kprintf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
2137                         continue;
2138                 }
2139
2140                 /*
2141                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2142                  * remains valid only for BQUEUE_EMPTY[KVA] bp's.  Buffers
2143                  * on the clean list must be disassociated from their 
2144                  * current vnode.  Buffers on the empty[kva] lists have
2145                  * already been disassociated.
2146                  *
2147                  * b_refs is checked after locking along with queue changes.
2148                  * We must check here to deal with zero->nonzero transitions
2149                  * made by the owner of the buffer lock, which is used by
2150                  * VFS's to hold the buffer while issuing an unlocked
2151                  * uiomove()s.  We cannot invalidate the buffer's pages
2152                  * for this case.  Once we successfully lock a buffer the
2153                  * only 0->1 transitions of b_refs will occur via findblk().
2154                  *
2155                  * We must also check for queue changes after successful
2156                  * locking as the current lock holder may dispose of the
2157                  * buffer and change its queue.
2158                  */
2159                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2160                         spin_unlock(&bufqspin);
2161                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", (hz + 99) / 100);
2162                         goto restart;
2163                 }
2164                 if (bp->b_qindex != qindex || bp->b_refs) {
2165                         spin_unlock(&bufqspin);
2166                         BUF_UNLOCK(bp);
2167                         goto restart;
2168                 }
2169                 bremfree_locked(bp);
2170                 spin_unlock(&bufqspin);
2171
2172                 /*
2173                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2174                  * vnode.
2175                  *
2176                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2177                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2178                  * responsible for releasing the buffer.
2179                  *
2180                  * NOTE: bufqspin is UNLOCKED now.
2181                  */
2182                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2183                         buf_deallocate(bp);
2184                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2185                                 bqrelse(bp);
2186                                 goto restart;
2187                         }
2188                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2189                 }
2190
2191                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN) {
2192                         if (bp->b_flags & B_VMIO)
2193                                 vfs_vmio_release(bp);
2194                         if (bp->b_vp)
2195                                 brelvp(bp);
2196                 }
2197
2198                 /*
2199                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2200                  * the scan from this point on.
2201                  *
2202                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
2203                  * valid after this operation.
2204                  */
2205                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
2206                         ("bp3 %p flags %08x vnode %p qindex %d "
2207                          "unexpectededly still associated!",
2208                          bp, bp->b_flags, bp->b_vp, qindex));
2209                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2210
2211                 /*
2212                  * critical section protection is not required when
2213                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
2214                  * wired.
2215                  */
2216                 if (bp->b_bufsize)
2217                         allocbuf(bp, 0);
2218
2219                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2220                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2221                 bp->b_vp = NULL;
2222                 bp->b_error = 0;
2223                 bp->b_resid = 0;
2224                 bp->b_bcount = 0;
2225                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2226                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2227                 bp->b_act_count = ACT_INIT;
2228                 reinitbufbio(bp);
2229                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2230                 buf_dep_init(bp);
2231                 if (blkflags & GETBLK_BHEAVY)
2232                         bp->b_flags |= B_HEAVY;
2233
2234                 /*
2235                  * If we are defragging then free the buffer.
2236                  */
2237                 if (defrag) {
2238                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2239                         bfreekva(bp);
2240                         brelse(bp);
2241                         defrag = 0;
2242                         goto restart;
2243                 }
2244
2245                 /*
2246                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2247                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2248                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2249                  */
2250                 if (bufspace >= hibufspace)
2251                         flushingbufs = 1;
2252                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2253                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2254                         bfreekva(bp);
2255                         brelse(bp);
2256                         goto restart;
2257                 }
2258                 if (bufspace < lobufspace)
2259                         flushingbufs = 0;
2260
2261                 /*
2262                  * b_refs can transition to a non-zero value while we hold
2263                  * the buffer locked due to a findblk().  Our brelvp() above
2264                  * interlocked any future possible transitions due to
2265                  * findblk()s.
2266                  *
2267                  * If we find b_refs to be non-zero we can destroy the
2268                  * buffer's contents but we cannot yet reuse the buffer.
2269                  */
2270                 if (bp->b_refs) {
2271                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2272                         bfreekva(bp);
2273                         brelse(bp);
2274                         goto restart;
2275                 }
2276                 break;
2277                 /* NOT REACHED, bufqspin not held */
2278         }
2279
2280         /*
2281          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2282          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2283          *
2284          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2285          *
2286          * NOTE: bufqspin is held if bp is NULL, else it is not held.
2287          */
2288         if (bp == NULL) {
2289                 int flags;
2290                 char *waitmsg;
2291
2292                 spin_unlock(&bufqspin);
2293                 if (defrag) {
2294                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2295                         waitmsg = "nbufkv";
2296                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
2297                         waitmsg = "nbufbs";
2298                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2299                 } else {
2300                         waitmsg = "newbuf";
2301                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2302                 }
2303
2304                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2305                 spin_lock(&bufcspin);
2306                 needsbuffer |= flags;
2307                 while (needsbuffer & flags) {
2308                         if (ssleep(&needsbuffer, &bufcspin,
2309                                    slpflags, waitmsg, slptimeo)) {
2310                                 spin_unlock(&bufcspin);
2311                                 return (NULL);
2312                         }
2313                 }
2314                 spin_unlock(&bufcspin);
2315         } else {
2316                 /*
2317                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2318                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2319                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2320                  * BKVASIZE chunks.
2321                  *
2322                  * (bufqspin is not held)
2323                  */
2324                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2325
2326                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
2327                         vm_offset_t addr = 0;
2328                         int count;
2329
2330                         bfreekva(bp);
2331
2332                         count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
2333                         vm_map_lock(&buffer_map);
2334
2335                         if (vm_map_findspace(&buffer_map,
2336                                     vm_map_min(&buffer_map), maxsize,
2337                                     maxsize, 0, &addr)) {
2338                                 /*
2339                                  * Uh oh.  Buffer map is too fragmented.  We
2340                                  * must defragment the map.
2341                                  */
2342                                 vm_map_unlock(&buffer_map);
2343                                 vm_map_entry_release(count);
2344                                 ++bufdefragcnt;
2345                                 defrag = 1;
2346                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2347                                 brelse(bp);
2348                                 goto restart;
2349                         }
2350                         if (addr) {
2351                                 vm_map_insert(&buffer_map, &count,
2352                                         NULL, 0,
2353                                         addr, addr + maxsize,
2354                                         VM_MAPTYPE_NORMAL,
2355                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
2356                                         MAP_NOFAULT);
2357
2358                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
2359                                 bp->b_kvasize = maxsize;
2360                                 bufspace += bp->b_kvasize;
2361                                 ++bufreusecnt;
2362                         }
2363                         vm_map_unlock(&buffer_map);
2364                         vm_map_entry_release(count);
2365                 }
2366                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2367         }
2368         return(bp);
2369 }
2370
2371 /*
2372  * This routine is called in an emergency to recover VM pages from the
2373  * buffer cache by cashing in clean buffers.  The idea is to recover
2374  * enough pages to be able to satisfy a stuck bio_page_alloc().
2375  *
2376  * MPSAFE
2377  */
2378 static int
2379 recoverbufpages(void)
2380 {
2381         struct buf *bp;
2382         int bytes = 0;
2383
2384         ++recoverbufcalls;
2385
2386         spin_lock(&bufqspin);
2387         while (bytes < MAXBSIZE) {
2388                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
2389                 if (bp == NULL)
2390                         break;
2391
2392                 /*
2393                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
2394                  * cycles through the queue twice before being selected.
2395                  */
2396                 if ((bp->b_flags & B_AGE) == 0 && TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) {
2397                         bp->b_flags |= B_AGE;
2398                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
2399                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN],
2400                                           bp, b_freelist);
2401                         continue;
2402                 }
2403
2404                 /*
2405                  * Sanity Checks
2406                  */
2407                 KKASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_CLEAN);
2408                 KKASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0);
2409
2410                 /*
2411                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.
2412                  *
2413                  * Buffers on the clean list must be disassociated from
2414                  * their current vnode
2415                  */
2416
2417                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2418                         kprintf("recoverbufpages: warning, locked buf %p, "
2419                                 "race corrected\n",
2420                                 bp);
2421                         ssleep(&bd_request, &bufqspin, 0, "gnbxxx", hz / 100);
2422                         continue;
2423                 }
2424                 if (bp->b_qindex != BQUEUE_CLEAN) {
2425                         kprintf("recoverbufpages: warning, BUF_LOCK blocked "
2426                                 "unexpectedly on buf %p index %d, race "
2427                                 "corrected\n",
2428                                 bp, bp->b_qindex);
2429                         BUF_UNLOCK(bp);
2430                         continue;
2431                 }
2432                 bremfree_locked(bp);
2433                 spin_unlock(&bufqspin);
2434
2435                 /*
2436                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2437                  * vnode.
2438                  *
2439                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2440                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2441                  * responsible for releasing the buffer.
2442                  */
2443                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2444                         buf_deallocate(bp);
2445                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2446                                 bqrelse(bp);
2447                                 spin_lock(&bufqspin);
2448                                 continue;
2449                         }
2450                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2451                 }
2452
2453                 bytes += bp->b_bufsize;
2454
2455                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2456                         bp->b_flags |= B_DIRECT;    /* try to free pages */
2457                         vfs_vmio_release(bp);
2458                 }
2459                 if (bp->b_vp)
2460                         brelvp(bp);
2461
2462                 KKASSERT(bp->b_vp == NULL);
2463                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2464
2465                 /*
2466                  * critical section protection is not required when
2467                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
2468                  * wired.
2469                  */
2470                 if (bp->b_bufsize)
2471                         allocbuf(bp, 0);
2472
2473                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2474                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2475                 bp->b_vp = NULL;
2476                 bp->b_error = 0;
2477                 bp->b_resid = 0;
2478                 bp->b_bcount = 0;
2479                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2480                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2481                 reinitbufbio(bp);
2482                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2483                 buf_dep_init(bp);
2484                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2485                 /* bfreekva(bp); */
2486                 brelse(bp);
2487                 spin_lock(&bufqspin);
2488         }
2489         spin_unlock(&bufqspin);
2490         return(bytes);
2491 }
2492
2493 /*
2494  * buf_daemon:
2495  *
2496  *      Buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2497  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2498  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2499  *
2500  *      Once a flush is initiated it does not stop until the number
2501  *      of buffers falls below lodirtybuffers, but we will wake up anyone
2502  *      waiting at the mid-point.
2503  */
2504
2505 static struct kproc_desc buf_kp = {
2506         "bufdaemon",
2507         buf_daemon,
2508         &bufdaemon_td
2509 };
2510 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2511         kproc_start, &buf_kp)
2512
2513 static struct kproc_desc bufhw_kp = {
2514         "bufdaemon_hw",
2515         buf_daemon_hw,
2516         &bufdaemonhw_td
2517 };
2518 SYSINIT(bufdaemon_hw, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2519         kproc_start, &bufhw_kp)
2520
2521 /*
2522  * MPSAFE thread
2523  */
2524 static void
2525 buf_daemon(void)
2526 {
2527         int limit;
2528
2529         /*
2530          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2531          */
2532         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2533                               bufdaemon_td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2534         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2535
2536         /*
2537          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2538          */
2539         for (;;) {
2540                 kproc_suspend_loop();
2541
2542                 /*
2543                  * Do the flush as long as the number of dirty buffers
2544                  * (including those running) exceeds lodirtybufspace.
2545                  *
2546                  * When flushing limit running I/O to hirunningspace
2547                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2548                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2549                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2550                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2551                  *
2552                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2553                  * but because we split the operation into two threads we
2554                  * have to cut it in half for each thread.
2555                  */
2556                 waitrunningbufspace();
2557                 limit = lodirtybufspace / 2;
2558                 while (runningbufspace + dirtybufspace > limit ||
2559                        dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2) {
2560                         if (flushbufqueues(BQUEUE_DIRTY) == 0)
2561                                 break;
2562                         if (runningbufspace < hirunningspace)
2563                                 continue;
2564                         waitrunningbufspace();
2565                 }
2566
2567                 /*
2568                  * We reached our low water mark, reset the
2569                  * request and sleep until we are needed again.
2570                  * The sleep is just so the suspend code works.
2571                  */
2572                 spin_lock(&bufcspin);
2573                 if (bd_request == 0)
2574                         ssleep(&bd_request, &bufcspin, 0, "psleep", hz);
2575                 bd_request = 0;
2576                 spin_unlock(&bufcspin);
2577         }
2578 }
2579
2580 /*
2581  * MPSAFE thread
2582  */
2583 static void
2584 buf_daemon_hw(void)
2585 {
2586         int limit;
2587
2588         /*
2589          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2590          */
2591         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2592                               bufdaemonhw_td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2593         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2594
2595         /*
2596          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2597          */
2598         for (;;) {
2599                 kproc_suspend_loop();
2600
2601                 /*
2602                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2603                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2604                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2605                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2606                  *
2607                  * Once we decide to flush push the queued I/O up to
2608                  * hirunningspace in order to trigger bursting by the bioq
2609                  * subsystem.
2610                  *
2611                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2612                  * but because we split the operation into two threads we
2613                  * have to cut it in half for each thread.
2614                  */
2615                 waitrunningbufspace();
2616                 limit = lodirtybufspace / 2;
2617                 while (runningbufspace + dirtybufspacehw > limit ||
2618                        dirtybufcounthw >= nbuf / 2) {
2619                         if (flushbufqueues(BQUEUE_DIRTY_HW) == 0)
2620                                 break;
2621                         if (runningbufspace < hirunningspace)
2622                                 continue;
2623                         waitrunningbufspace();
2624                 }
2625
2626                 /*
2627                  * We reached our low water mark, reset the
2628                  * request and sleep until we are needed again.
2629                  * The sleep is just so the suspend code works.
2630                  */
2631                 spin_lock(&bufcspin);
2632                 if (bd_request_hw == 0)
2633                         ssleep(&bd_request_hw, &bufcspin, 0, "psleep", hz);
2634                 bd_request_hw = 0;
2635                 spin_unlock(&bufcspin);
2636         }
2637 }
2638
2639 /*
2640  * flushbufqueues:
2641  *
2642  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2643  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2644  *      particularly sensitive to.
2645  *
2646  *      B_RELBUF may only be set by VFSs.  We do set B_AGE to indicate
2647  *      that we really want to try to get the buffer out and reuse it
2648  *      due to the write load on the machine.
2649  *
2650  *      We must lock the buffer in order to check its validity before we
2651  *      can mess with its contents.  bufqspin isn't enough.
2652  */
2653 static int
2654 flushbufqueues(bufq_type_t q)
2655 {
2656         struct buf *bp;
2657         int r = 0;
2658         int spun;
2659
2660         spin_lock(&bufqspin);
2661         spun = 1;
2662
2663         bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[q]);
2664         while (bp) {
2665                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2666                         kprintf("Unexpected clean buffer %p\n", bp);
2667                         bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2668                         continue;
2669                 }
2670                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2671                         bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2672                         continue;
2673                 }
2674                 KKASSERT(bp->b_qindex == q);
2675
2676                 /*
2677                  * Must recheck B_DELWRI after successfully locking
2678                  * the buffer.
2679                  */
2680                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2681                         BUF_UNLOCK(bp);
2682                         bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2683                         continue;
2684                 }
2685
2686                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2687                         _bremfree(bp);
2688                         spin_unlock(&bufqspin);
2689                         spun = 0;
2690                         brelse(bp);
2691                         ++r;
2692                         break;
2693                 }
2694
2695                 spin_unlock(&bufqspin);
2696                 spun = 0;
2697
2698                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2699                     (bp->b_flags & B_DEFERRED) == 0 &&
2700                     buf_countdeps(bp, 0)) {
2701                         spin_lock(&bufqspin);
2702                         spun = 1;
2703                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[q], bp, b_freelist);
2704                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[q], bp, b_freelist);
2705                         bp->b_flags |= B_DEFERRED;
2706                         BUF_UNLOCK(bp);
2707                         bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[q]);
2708                         continue;
2709                 }
2710
2711                 /*
2712                  * If the buffer has a dependancy, buf_checkwrite() must
2713                  * also return 0 for us to be able to initate the write.
2714                  *
2715                  * If the buffer is flagged B_ERROR it may be requeued
2716                  * over and over again, we try to avoid a live lock.
2717                  *
2718                  * NOTE: buf_checkwrite is MPSAFE.
2719                  */
2720                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && buf_checkwrite(bp)) {
2721                         bremfree(bp);
2722                         brelse(bp);
2723                 } else if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2724                         tsleep(bp, 0, "bioer", 1);
2725                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2726                         vfs_bio_awrite(bp);
2727                 } else {
2728                         bp->b_flags |= B_AGE;
2729                         vfs_bio_awrite(bp);
2730                 }
2731                 ++r;
2732                 break;
2733         }
2734         if (spun)
2735                 spin_unlock(&bufqspin);
2736         return (r);
2737 }
2738
2739 /*
2740  * inmem:
2741  *
2742  *      Returns true if no I/O is needed to access the associated VM object.
2743  *      This is like findblk except it also hunts around in the VM system for
2744  *      the data.
2745  *
2746  *      Note that we ignore vm_page_free() races from interrupts against our
2747  *      lookup, since if the caller is not protected our return value will not
2748  *      be any more valid then otherwise once we exit the critical section.
2749  */
2750 int
2751 inmem(struct vnode *vp, off_t loffset)
2752 {
2753         vm_object_t obj;
2754         vm_offset_t toff, tinc, size;
2755         vm_page_t m;
2756
2757         if (findblk(vp, loffset, FINDBLK_TEST))
2758                 return 1;
2759         if (vp->v_mount == NULL)
2760                 return 0;
2761         if ((obj = vp->v_object) == NULL)
2762                 return 0;
2763
2764         size = PAGE_SIZE;
2765         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2766                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2767
2768         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2769                 lwkt_gettoken(&vm_token);
2770                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(loffset + toff));
2771                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2772                 if (m == NULL)
2773                         return 0;
2774                 tinc = size;
2775                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK))
2776                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK);
2777                 if (vm_page_is_valid(m,
2778                     (vm_offset_t) ((toff + loffset) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2779                         return 0;
2780         }
2781         return 1;
2782 }
2783
2784 /*
2785  * findblk:
2786  *
2787  *      Locate and return the specified buffer.  Unless flagged otherwise,
2788  *      a locked buffer will be returned if it exists or NULL if it does not.
2789  *
2790  *      findblk()'d buffers are still on the bufqueues and if you intend
2791  *      to use your (locked NON-TEST) buffer you need to bremfree(bp)
2792  *      and possibly do other stuff to it.
2793  *
2794  *      FINDBLK_TEST    - Do not lock the buffer.  The caller is responsible
2795  *                        for locking the buffer and ensuring that it remains
2796  *                        the desired buffer after locking.
2797  *
2798  *      FINDBLK_NBLOCK  - Lock the buffer non-blocking.  If we are unable
2799  *                        to acquire the lock we return NULL, even if the
2800  *                        buffer exists.
2801  *
2802  *      FINDBLK_REF     - Returns the buffer ref'd, which prevents normal
2803  *                        reuse by getnewbuf() but does not prevent
2804  *                        disassociation (B_INVAL).  Used to avoid deadlocks
2805  *                        against random (vp,loffset)s due to reassignment.
2806  *
2807  *      (0)             - Lock the buffer blocking.
2808  *
2809  * MPSAFE
2810  */
2811 struct buf *
2812 findblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int flags)
2813 {
2814         struct buf *bp;
2815         int lkflags;
2816
2817         lkflags = LK_EXCLUSIVE;
2818         if (flags & FINDBLK_NBLOCK)
2819                 lkflags |= LK_NOWAIT;
2820
2821         for (;;) {
2822                 /*
2823                  * Lookup.  Ref the buf while holding v_token to prevent
2824                  * reuse (but does not prevent diassociation).
2825                  */
2826                 lwkt_gettoken(&vp->v_token);
2827                 bp = buf_rb_hash_RB_LOOKUP(&vp->v_rbhash_tree, loffset);
2828                 if (bp == NULL) {
2829                         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
2830                         return(NULL);
2831                 }
2832                 bqhold(bp);
2833                 lwkt_reltoken(&vp->v_token);
2834
2835                 /*
2836                  * If testing only break and return bp, do not lock.
2837                  */
2838                 if (flags & FINDBLK_TEST)
2839                         break;
2840
2841                 /*
2842                  * Lock the buffer, return an error if the lock fails.
2843                  * (only FINDBLK_NBLOCK can cause the lock to fail).
2844                  */
2845                 if (BUF_LOCK(bp, lkflags)) {
2846                         atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2847                         /* bp = NULL; not needed */
2848                         return(NULL);
2849                 }
2850
2851                 /*
2852                  * Revalidate the locked buf before allowing it to be
2853                  * returned.
2854                  */
2855                 if (bp->b_vp == vp && bp->b_loffset == loffset)
2856                         break;
2857                 atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2858                 BUF_UNLOCK(bp);
2859         }
2860
2861         /*
2862          * Success
2863          */
2864         if ((flags & FINDBLK_REF) == 0)
2865                 atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2866         return(bp);
2867 }
2868
2869 /*
2870  * getcacheblk:
2871  *
2872  *      Similar to getblk() except only returns the buffer if it is
2873  *      B_CACHE and requires no other manipulation.  Otherwise NULL
2874  *      is returned.
2875  *
2876  *      If B_RAM is set the buffer might be just fine, but we return
2877  *      NULL anyway because we want the code to fall through to the
2878  *      cluster read.  Otherwise read-ahead breaks.
2879  *
2880  *      If blksize is 0 the buffer cache buffer must already be fully
2881  *      cached.
2882  *
2883  *      If blksize is non-zero getblk() will be used, allowing a buffer
2884  *      to be reinstantiated from its VM backing store.  The buffer must
2885  *      still be fully cached after reinstantiation to be returned.
2886  */
2887 struct buf *
2888 getcacheblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int blksize)
2889 {
2890         struct buf *bp;
2891
2892         if (blksize) {
2893                 bp = getblk(vp, loffset, blksize, 0, 0);
2894                 if (bp) {
2895                         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE | B_RAM)) ==
2896                             B_CACHE) {
2897                                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2898                         } else {
2899                                 brelse(bp);
2900                                 bp = NULL;
2901                         }
2902                 }
2903         } else {
2904                 bp = findblk(vp, loffset, 0);
2905                 if (bp) {
2906                         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE | B_RAM)) ==
2907                             B_CACHE) {
2908                                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2909                                 bremfree(bp);
2910                         } else {
2911                                 BUF_UNLOCK(bp);
2912                                 bp = NULL;
2913                         }
2914                 }
2915         }
2916         return (bp);
2917 }
2918
2919 /*
2920  * getblk:
2921  *
2922  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2923  *      B_INVAL may or may not be set on return.  The caller should clear
2924  *      B_INVAL prior to initiating a READ.
2925  *
2926  *      IT IS IMPORTANT TO UNDERSTAND THAT IF YOU CALL GETBLK() AND B_CACHE
2927  *      IS NOT SET, YOU MUST INITIALIZE THE RETURNED BUFFER, ISSUE A READ,
2928  *      OR SET B_INVAL BEFORE RETIRING IT.  If you retire a getblk'd buffer
2929  *      without doing any of those things the system will likely believe
2930  *      the buffer to be valid (especially if it is not B_VMIO), and the
2931  *      next getblk() will return the buffer with B_CACHE set.
2932  *
2933  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2934  *      an existing buffer.
2935  *
2936  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2937  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2938  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2939  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2940  *
2941  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2942  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2943  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2944  *      backing VM.
2945  *
2946  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2947  *      B_CACHE bit is clear.
2948  *      
2949  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2950  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2951  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2952  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2953  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2954  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2955  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2956  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2957  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
2958  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2959  *
2960  *      getblk flags:
2961  *
2962  *      GETBLK_PCATCH - catch signal if blocked, can cause NULL return
2963  *      GETBLK_BHEAVY - heavy-weight buffer cache buffer
2964  *
2965  * MPALMOSTSAFE
2966  */
2967 struct buf *
2968 getblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int blkflags, int slptimeo)
2969 {
2970         struct buf *bp;
2971         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
2972         int error;
2973         int lkflags;
2974
2975         if (size > MAXBSIZE)
2976                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)", size, MAXBSIZE);
2977         if (vp->v_object == NULL)
2978                 panic("getblk: vnode %p has no object!", vp);
2979
2980 loop:
2981         if ((bp = findblk(vp, loffset, FINDBLK_REF | FINDBLK_TEST)) != NULL) {
2982                 /*
2983                  * The buffer was found in the cache, but we need to lock it.
2984                  * We must acquire a ref on the bp to prevent reuse, but
2985                  * this will not prevent disassociation (brelvp()) so we
2986                  * must recheck (vp,loffset) after acquiring the lock.
2987                  *
2988                  * Without the ref the buffer could potentially be reused
2989                  * before we acquire the lock and create a deadlock
2990                  * situation between the thread trying to reuse the buffer
2991                  * and us due to the fact that we would wind up blocking
2992                  * on a random (vp,loffset).
2993                  */
2994                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2995                         if (blkflags & GETBLK_NOWAIT) {
2996                                 bqdrop(bp);
2997                                 return(NULL);
2998                         }
2999                         lkflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL;
3000                         if (blkflags & GETBLK_PCATCH)
3001                                 lkflags |= LK_PCATCH;
3002                         error = BUF_TIMELOCK(bp, lkflags, "getblk", slptimeo);
3003                         if (error) {
3004                                 bqdrop(bp);
3005                                 if (error == ENOLCK)
3006                                         goto loop;
3007                                 return (NULL);
3008                         }
3009                         /* buffer may have changed on us */
3010                 }
3011                 bqdrop(bp);
3012
3013                 /*
3014                  * Once the buffer has been locked, make sure we didn't race
3015                  * a buffer recyclement.  Buffers that are no longer hashed
3016                  * will have b_vp == NULL, so this takes care of that check
3017                  * as well.
3018                  */
3019                 if (bp->b_vp != vp || bp->b_loffset != loffset) {
3020                         kprintf("Warning buffer %p (vp %p loffset %lld) "
3021                                 "was recycled\n",
3022                                 bp, vp, (long long)loffset);
3023                         BUF_UNLOCK(bp);
3024                         goto loop;
3025                 }
3026
3027                 /*
3028                  * If SZMATCH any pre-existing buffer must be of the requested
3029                  * size or NULL is returned.  The caller absolutely does not
3030                  * want getblk() to bwrite() the buffer on a size mismatch.
3031                  */
3032                 if ((blkflags & GETBLK_SZMATCH) && size != bp->b_bcount) {
3033                         BUF_UNLOCK(bp);
3034                         return(NULL);
3035                 }
3036
3037                 /*
3038                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
3039                  */
3040                 KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
3041                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3042                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
3043
3044                 /*
3045                  * Make sure that B_INVAL buffers do not have a cached
3046                  * block number translation.
3047                  */
3048                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) && (bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET)) {
3049                         kprintf("Warning invalid buffer %p (vp %p loffset %lld)"
3050                                 " did not have cleared bio_offset cache\n",
3051                                 bp, vp, (long long)loffset);
3052                         clearbiocache(&bp->b_bio2);
3053                 }
3054
3055                 /*
3056                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3057                  * invalid.
3058                  */
3059                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3060                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3061                 bremfree(bp);
3062
3063                 /*
3064                  * Any size inconsistancy with a dirty buffer or a buffer
3065                  * with a softupdates dependancy must be resolved.  Resizing
3066                  * the buffer in such circumstances can lead to problems.
3067                  *
3068                  * Dirty or dependant buffers are written synchronously.
3069                  * Other types of buffers are simply released and
3070                  * reconstituted as they may be backed by valid, dirty VM
3071                  * pages (but not marked B_DELWRI).
3072                  *
3073                  * NFS NOTE: NFS buffers which straddle EOF are oddly-sized
3074                  * and may be left over from a prior truncation (and thus
3075                  * no longer represent the actual EOF point), so we
3076                  * definitely do not want to B_NOCACHE the backing store.
3077                  */
3078                 if (size != bp->b_bcount) {
3079                         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3080                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3081                                 bwrite(bp);
3082                         } else if (LIST_FIRST(&bp->b_dep)) {
3083                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3084                                 bwrite(bp);
3085                         } else {
3086                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3087                                 brelse(bp);
3088                         }
3089                         goto loop;
3090                 }
3091                 KKASSERT(size <= bp->b_kvasize);
3092                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET, 
3093                         ("getblk: no buffer offset"));
3094
3095                 /*
3096                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3097                  * be committed before we can return the buffer in
3098                  * order to prevent the caller from issuing a read
3099                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3100                  * it.
3101                  *
3102                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3103                  * operate properly either because they assume they
3104                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3105                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3106                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3107                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3108                  * preventing further loops.
3109                  *
3110                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3111                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3112                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3113                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3114                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3115                  * after the write.
3116                  *
3117                  * XXX Should this be B_RELBUF instead of B_NOCACHE?
3118                  *     I'm not even sure this state is still possible
3119                  *     now that getblk() writes out any dirty buffers
3120                  *     on size changes.
3121                  *
3122                  * We might be able to do something fancy, like setting
3123                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3124                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3125                  * confusing.  This is much easier.
3126                  */
3127
3128                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3129                         kprintf("getblk: Warning, bp %p loff=%jx DELWRI set "
3130                                 "and CACHE clear, b_flags %08x\n",
3131                                 bp, (intmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags);
3132                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3133                         bwrite(bp);
3134                         goto loop;
3135                 }
3136         } else {
3137                 /*
3138                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3139                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3140                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3141                  *
3142                  * Calculating the offset for the I/O requires figuring out
3143                  * the block size.  We use DEV_BSIZE for VBLK or VCHR and
3144                  * the mount's f_iosize otherwise.  If the vnode does not
3145                  * have an associated mount we assume that the passed size is 
3146                  * the block size.  
3147                  *
3148                  * Note that vn_isdisk() cannot be used here since it may
3149                  * return a failure for numerous reasons.   Note that the
3150                  * buffer size may be larger then the block size (the caller
3151                  * will use block numbers with the proper multiple).  Beware
3152                  * of using any v_* fields which are part of unions.  In
3153                  * particular, in DragonFly the mount point overloading 
3154                  * mechanism uses the namecache only and the underlying
3155                  * directory vnode is not a special case.
3156                  */
3157                 int bsize, maxsize;
3158
3159                 if (vp->v_type == VBLK || vp->v_type == VCHR)
3160                         bsize = DEV_BSIZE;
3161                 else if (vp->v_mount)
3162                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3163                 else
3164                         bsize = size;
3165
3166                 maxsize = size + (loffset & PAGE_MASK);
3167                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3168
3169                 bp = getnewbuf(blkflags, slptimeo, size, maxsize);
3170                 if (bp == NULL) {
3171                         if (slpflags || slptimeo)
3172                                 return NULL;
3173                         goto loop;
3174                 }
3175
3176                 /*
3177                  * Atomically insert the buffer into the hash, so that it can
3178                  * be found by findblk().
3179                  *
3180                  * If bgetvp() returns non-zero a collision occured, and the
3181                  * bp will not be associated with the vnode.
3182                  *
3183                  * Make sure the translation layer has been cleared.
3184                  */
3185                 bp->b_loffset = loffset;
3186                 bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
3187                 /* bp->b_bio2.bio_next = NULL; */
3188
3189                 if (bgetvp(vp, bp, size)) {
3190                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3191                         brelse(bp);
3192                         goto loop;
3193                 }
3194
3195                 /*
3196                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
3197                  */
3198                 KKASSERT(vp->v_object != NULL);
3199                 bp->b_flags |= B_VMIO;
3200                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3201
3202                 allocbuf(bp, size);
3203         }
3204         KKASSERT(dsched_is_clear_buf_priv(bp));
3205         return (bp);
3206 }
3207
3208 /*
3209  * regetblk(bp)
3210  *
3211  * Reacquire a buffer that was previously released to the locked queue,
3212  * or reacquire a buffer which is interlocked by having bioops->io_deallocate
3213  * set B_LOCKED (which handles the acquisition race).
3214  *
3215  * To this end, either B_LOCKED must be set or the dependancy list must be
3216  * non-empty.
3217  *
3218  * MPSAFE
3219  */
3220 void
3221 regetblk(struct buf *bp)
3222 {
3223         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) || LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL);
3224         BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3225         bremfree(bp);
3226 }
3227
3228 /*
3229  * geteblk:
3230  *
3231  *      Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is
3232  *      initially set to B_INVAL.
3233  *
3234  *      critical section protection is not required for the allocbuf()
3235  *      call because races are impossible here.
3236  *
3237  * MPALMOSTSAFE
3238  */
3239 struct buf *
3240 geteblk(int size)
3241 {
3242         struct buf *bp;
3243         int maxsize;
3244
3245         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3246
3247         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, maxsize)) == 0)
3248                 ;
3249         allocbuf(bp, size);
3250         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3251         KKASSERT(dsched_is_clear_buf_priv(bp));
3252         return (bp);
3253 }
3254
3255
3256 /*
3257  * allocbuf:
3258  *
3259  *      This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3260  *      memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3261  *      VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3262  *      resize a buffer up or down.
3263  *
3264  *      Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3265  *      deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3266  *      There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3267  *      the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of
3268  *      data.
3269  *
3270  *      allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3271  *      B_CACHE for the non-VMIO case.
3272  *
3273  *      This routine does not need to be called from a critical section but you
3274  *      must own the buffer.
3275  *
3276  * MPSAFE
3277  */
3278 int
3279 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3280 {
3281         int newbsize, mbsize;
3282         int i;
3283
3284         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
3285                 panic("allocbuf: buffer not busy");
3286
3287         if (bp->b_kvasize < size)
3288                 panic("allocbuf: buffer too small");
3289
3290         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3291                 caddr_t origbuf;
3292                 int origbufsize;
3293                 /*
3294                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3295                  * mess with B_CACHE.
3296                  */
3297                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3298                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3299                         newbsize = mbsize;
3300                 else
3301                         newbsize = round_page(size);
3302
3303                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3304                         /*
3305                          * Malloced buffers are not shrunk
3306                          */
3307                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3308                                 if (newbsize) {
3309                                         bp->b_bcount = size;
3310                                 } else {
3311                                         kfree(bp->b_data, M_BIOBUF);
3312                                         if (bp->b_bufsize) {
3313                                                 atomic_subtract_int(&bufmallocspace, bp->b_bufsize);
3314                                                 bufspacewakeup();
3315                                                 bp->b_bufsize = 0;
3316                                         }
3317                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3318                                         bp->b_bcount = 0;
3319                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3320                                 }
3321                                 return 1;
3322                         }               
3323                         vm_hold_free_pages(
3324                             bp,
3325                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
3326                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
3327                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3328                         /*
3329                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3330                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3331                          * grows.
3332                          */
3333                         if ((bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3334                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3335                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3336
3337                                 bp->b_data = kmalloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3338                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3339                                 bp->b_bcount = size;
3340                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3341                                 atomic_add_int(&bufmallocspace, mbsize);
3342                                 return 1;
3343                         }
3344                         origbuf = NULL;
3345                         origbufsize = 0;
3346                         /*
3347                          * If the buffer is growing on its other-than-first
3348                          * allocation, then we revert to the page-allocation
3349                          * scheme.
3350                          */
3351                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3352                                 origbuf = bp->b_data;
3353                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3354                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3355                                 if (bp->b_bufsize) {
3356                                         atomic_subtract_int(&bufmallocspace,
3357                                                             bp->b_bufsize);
3358                                         bufspacewakeup();
3359                                         bp->b_bufsize = 0;
3360                                 }
3361                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3362                                 newbsize = round_page(newbsize);
3363                         }
3364                         vm_hold_load_pages(
3365                             bp,
3366                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3367                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3368                         if (origbuf) {
3369                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3370                                 kfree(origbuf, M_BIOBUF);
3371                         }
3372                 }
3373         } else {
3374                 vm_page_t m;
3375                 int desiredpages;
3376
3377                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3378                 desiredpages = ((int)(bp->b_loffset & PAGE_MASK) +
3379                                 newbsize + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
3380                 KKASSERT(desiredpages <= XIO_INTERNAL_PAGES);
3381
3382                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3383                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3384                 /*
3385                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3386                  * 0-length.
3387                  */
3388                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3389                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3390
3391                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3392                         /*
3393                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3394                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3395                          * if we have to remove any pages.
3396                          */
3397                         if (desiredpages < bp->b_xio.xio_npages) {
3398                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3399                                         /*
3400                                          * the page is not freed here -- it
3401                                          * is the responsibility of 
3402                                          * vnode_pager_setsize
3403                                          */
3404                                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3405                                         KASSERT(m != bogus_page,
3406                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3407                                         while (vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "biodep"))
3408                                                 ;
3409
3410                                         bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3411                                         vm_page_unwire(m, 0);
3412                                 }
3413                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3414                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_xio.xio_npages - desiredpages));
3415                                 bp->b_xio.xio_npages = desiredpages;
3416                         }
3417                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3418                         /*
3419                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3420                          * byte-granular fashion.
3421                          */
3422                         struct vnode *vp;
3423                         vm_object_t obj;
3424                         vm_offset_t toff;
3425                         vm_offset_t tinc;
3426
3427                         /*
3428                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3429                          * allocating them if necessary.  We must clear
3430                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3431                          * range covered by the buffer.
3432                          *
3433                          * critical section protection is required to protect
3434                          * against interrupts unbusying and freeing pages
3435                          * between our vm_page_lookup() and our
3436                          * busycheck/wiring call.
3437                          */
3438                         vp = bp->b_vp;
3439                         obj = vp->v_object;
3440
3441                         lwkt_gettoken(&vm_token);
3442                         while (bp->b_xio.xio_npages < desiredpages) {
3443                                 vm_page_t m;
3444                                 vm_pindex_t pi;
3445
3446                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + bp->b_xio.xio_npages;
3447                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
3448                                         /*
3449                                          * note: must allocate system pages
3450                                          * since blocking here could intefere
3451                                          * with paging I/O, no matter which
3452                                          * process we are.
3453                                          */
3454                                         m = bio_page_alloc(obj, pi, desiredpages - bp->b_xio.xio_npages);
3455                                         if (m) {
3456                                                 vm_page_wire(m);
3457                                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3458                                                 vm_page_wakeup(m);
3459                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3460                                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3461                                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3462                                         }
3463                                         continue;
3464                                 }
3465
3466                                 /*
3467                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
3468                                  * retry because it might have gotten freed out
3469                                  * from under us.
3470                                  *
3471                                  * We can only test PG_BUSY here.  Blocking on
3472                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3473                                  *
3474                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3475                                  *
3476                                  */
3477
3478                                 if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
3479                                         continue;
3480                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3481                                 vm_page_wire(m);
3482                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3483                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3484                                 if (bp->b_act_count < m->act_count)
3485                                         bp->b_act_count = m->act_count;
3486                         }
3487                         lwkt_reltoken(&vm_token);
3488
3489                         /*
3490                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3491                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3492                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3493                          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3494                          * aligned range ( newbsize ).
3495                          *
3496                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3497                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3498                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3499                          * fails with NFS if the server or some other client
3500                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3501                          * B_CACHE may remain set! XXX
3502                          */
3503
3504                         toff = bp->b_bcount;
3505                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_loffset + toff) & PAGE_MASK);
3506
3507                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3508                                 vm_pindex_t pi;
3509
3510                                 if (tinc > (size - toff))
3511                                         tinc = size - toff;
3512
3513                                 pi = ((bp->b_loffset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3514                                     PAGE_SHIFT;
3515
3516                                 vfs_buf_test_cache(
3517                                     bp, 
3518                                     bp->b_loffset,
3519                                     toff, 
3520                                     tinc, 
3521                                     bp->b_xio.xio_pages[pi]
3522                                 );
3523                                 toff += tinc;
3524                                 tinc = PAGE_SIZE;
3525                         }
3526
3527                         /*
3528                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3529                          * bp->b_data is relative to bp->b_loffset, but 
3530                          * bp->b_loffset may be offset into the first page.
3531                          */
3532
3533                         bp->b_data = (caddr_t)
3534                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3535                         pmap_qenter(
3536                             (vm_offset_t)bp->b_data,
3537                             bp->b_xio.xio_pages, 
3538                             bp->b_xio.xio_npages
3539                         );
3540                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
3541                             (vm_offset_t)(bp->b_loffset & PAGE_MASK));
3542                 }
3543         }
3544
3545         /* adjust space use on already-dirty buffer */
3546         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3547                 spin_lock(&bufcspin);
3548                 dirtybufspace += newbsize - bp->b_bufsize;
3549                 if (bp->b_flags & B_HEAVY)
3550                         dirtybufspacehw += newbsize - bp->b_bufsize;
3551                 spin_unlock(&bufcspin);
3552         }
3553         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3554                 bufspacewakeup();
3555         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3556         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3557         return 1;
3558 }
3559
3560 /*
3561  * biowait:
3562  *
3563  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status. B_EINTR
3564  *      is converted into an EINTR error but not cleared (since a chain
3565  *      of biowait() calls may occur).
3566  *
3567  *      On return bpdone() will have been called but the buffer will remain
3568  *      locked and will not have been brelse()'d.
3569  *
3570  *      NOTE!  If a timeout is specified and ETIMEDOUT occurs the I/O is
3571  *      likely still in progress on return.
3572  *
3573  *      NOTE!  This operation is on a BIO, not a BUF.
3574  *
3575  *      NOTE!  BIO_DONE is cleared by vn_strategy()
3576  *
3577  * MPSAFE
3578  */
3579 static __inline int
3580 _biowait(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3581 {
3582         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3583         u_int32_t flags;
3584         u_int32_t nflags;
3585         int error;
3586
3587         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3588         for (;;) {
3589                 flags = bio->bio_flags;
3590                 if (flags & BIO_DONE)
3591                         break;
3592                 nflags = flags | BIO_WANT;
3593                 tsleep_interlock(bio, 0);
3594                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3595                         if (wmesg)
3596                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, wmesg, to);
3597                         else if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3598                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biord", to);
3599                         else
3600                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biowr", to);
3601                         if (error) {
3602                                 kprintf("tsleep error biowait %d\n", error);
3603                                 return (error);
3604                         }
3605                 }
3606         }
3607
3608         /*
3609          * Finish up.
3610          */
3611         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3612         bio->bio_flags &= ~(BIO_DONE | BIO_SYNC);
3613         if (bp->b_flags & B_EINTR)
3614                 return (EINTR);
3615         if (bp->b_flags & B_ERROR)
3616                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3617         return (0);
3618 }
3619
3620 int
3621 biowait(struct bio *bio, const char *wmesg)
3622 {
3623         return(_biowait(bio, wmesg, 0));
3624 }
3625
3626 int
3627 biowait_timeout(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3628 {
3629         return(_biowait(bio, wmesg, to));
3630 }
3631
3632 /*
3633  * This associates a tracking count with an I/O.  vn_strategy() and
3634  * dev_dstrategy() do this automatically but there are a few cases
3635  * where a vnode or device layer is bypassed when a block translation
3636  * is cached.  In such cases bio_start_transaction() may be called on
3637  * the bypassed layers so the system gets an I/O in progress indication 
3638  * for those higher layers.
3639  */
3640 void
3641 bio_start_transaction(struct bio *bio, struct bio_track *track)
3642 {
3643         bio->bio_track = track;
3644         if (dsched_is_clear_buf_priv(bio->bio_buf))
3645                 dsched_new_buf(bio->bio_buf);
3646         bio_track_ref(track);
3647 }
3648
3649 /*
3650  * Initiate I/O on a vnode.
3651  *
3652  * SWAPCACHE OPERATION:
3653  *
3654  *      Real buffer cache buffers have a non-NULL bp->b_vp.  Unfortunately
3655  *      devfs also uses b_vp for fake buffers so we also have to check
3656  *      that B_PAGING is 0.  In this case the passed 'vp' is probably the
3657  *      underlying block device.  The swap assignments are related to the
3658  *      buffer cache buffer's b_vp, not the passed vp.
3659  *
3660  *      The passed vp == bp->b_vp only in the case where the strategy call
3661  *      is made on the vp itself for its own buffers (a regular file or
3662  *      block device vp).  The filesystem usually then re-calls vn_strategy()
3663  *      after translating the request to an underlying device.
3664  *
3665  *      Cluster buffers set B_CLUSTER and the passed vp is the vp of the
3666  *      underlying buffer cache buffers.
3667  *
3668  *      We can only deal with page-aligned buffers at the moment, because
3669  *      we can't tell what the real dirty state for pages straddling a buffer
3670  *      are.
3671  *
3672  *      In order to call swap_pager_strategy() we must provide the VM object
3673  *      and base offset for the underlying buffer cache pages so it can find
3674  *      the swap blocks.
3675  */
3676 void
3677 vn_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3678 {
3679         struct bio_track *track;
3680         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3681
3682         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3683
3684         /*
3685          * Set when an I/O is issued on the bp.  Cleared by consumers
3686          * (aka HAMMER), allowing the consumer to determine if I/O had
3687          * actually occurred.
3688          */
3689         bp->b_flags |= B_IODEBUG;
3690
3691         /*
3692          * Handle the swap cache intercept.
3693          */
3694         if (vn_cache_strategy(vp, bio))
3695                 return;
3696
3697         /*
3698          * Otherwise do the operation through the filesystem
3699          */
3700         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3701                 track = &vp->v_track_read;
3702         else
3703                 track = &vp->v_track_write;
3704         KKASSERT((bio->bio_flags & BIO_DONE) == 0);
3705         bio->bio_track = track;
3706         if (dsched_is_clear_buf_priv(bio->bio_buf))
3707                 dsched_new_buf(bio->bio_buf);
3708         bio_track_ref(track);
3709         vop_strategy(*vp->v_ops, vp, bio);
3710 }
3711
3712 static void vn_cache_strategy_callback(struct bio *bio);
3713
3714 int
3715 vn_cache_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3716 {
3717         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3718         struct bio *nbio;
3719         vm_object_t object;
3720         vm_page_t m;
3721         int i;
3722
3723         /*
3724          * Is this buffer cache buffer suitable for reading from
3725          * the swap cache?
3726          */
3727         if (vm_swapcache_read_enable == 0 ||
3728             bp->b_cmd != BUF_CMD_READ ||
3729             ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0 &&
3730              (bp->b_vp == NULL || (bp->b_flags & B_PAGING))) ||
3731             ((int)bp->b_loffset & PAGE_MASK) != 0 ||
3732             (bp->b_bcount & PAGE_MASK) != 0) {
3733                 return(0);
3734         }
3735
3736         /*
3737          * Figure out the original VM object (it will match the underlying
3738          * VM pages).  Note that swap cached data uses page indices relative
3739          * to that object, not relative to bio->bio_offset.
3740          */
3741         if (bp->b_flags & B_CLUSTER)
3742                 object = vp->v_object;
3743         else
3744                 object = bp->b_vp->v_object;
3745
3746         /*
3747          * In order to be able to use the swap cache all underlying VM
3748          * pages must be marked as such, and we can't have any bogus pages.
3749          */
3750         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
3751                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3752                 if ((m->flags & PG_SWAPPED) == 0)
3753                         break;
3754                 if (m == bogus_page)
3755                         break;
3756         }
3757
3758         /*
3759          * If we are good then issue the I/O using swap_pager_strategy().
3760          *
3761          * We can only do this if the buffer actually supports object-backed
3762          * I/O.  If it doesn't npages will be 0.
3763          */
3764         if (i && i == bp->b_xio.xio_npages) {
3765                 m = bp->b_xio.xio_pages[0];
3766                 nbio = push_bio(bio);
3767                 nbio->bio_done = vn_cache_strategy_callback;
3768                 nbio->bio_offset = ptoa(m->pindex);
3769                 KKASSERT(m->object == object);
3770                 swap_pager_strategy(object, nbio);
3771                 return(1);
3772         }
3773         return(0);
3774 }
3775
3776 /*
3777  * This is a bit of a hack but since the vn_cache_strategy() function can
3778  * override a VFS's strategy function we must make sure that the bio, which
3779  * is probably bio2, doesn't leak an unexpected offset value back to the
3780  * filesystem.  The filesystem (e.g. UFS) might otherwise assume that the
3781  * bio went through its own file strategy function and the the bio2 offset
3782  * is a cached disk offset when, in fact, it isn't.
3783  */
3784 static void
3785 vn_cache_strategy_callback(struct bio *bio)
3786 {
3787         bio->bio_offset = NOOFFSET;
3788         biodone(pop_bio(bio));
3789 }
3790
3791 /*
3792  * bpdone:
3793  *
3794  *      Finish I/O on a buffer after all BIOs have been processed.
3795  *      Called when the bio chain is exhausted or by biowait.  If called
3796  *      by biowait, elseit is typically 0.
3797  *
3798  *      bpdone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3799  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3800  *      assuming B_INVAL is clear.
3801  *
3802  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3803  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3804  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3805  *
3806  *      bpdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3807  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3808  *      in the biodone routine.
3809  */
3810 void
3811 bpdone(struct buf *bp, int elseit)
3812 {
3813         buf_cmd_t cmd;
3814
3815         KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) > 0, 
3816                 ("biodone: bp %p not busy %d", bp, BUF_REFCNTNB(bp)));
3817         KASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE, 
3818                 ("biodone: bp %p already done!", bp));
3819
3820         /*
3821          * No more BIOs are left.  All completion functions have been dealt
3822          * with, now we clean up the buffer.
3823          */
3824         cmd = bp->b_cmd;
3825         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
3826
3827         /*
3828          * Only reads and writes are processed past this point.
3829          */
3830         if (cmd != BUF_CMD_READ && cmd != BUF_CMD_WRITE) {
3831                 if (cmd == BUF_CMD_FREEBLKS)
3832                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3833                 if (elseit)
3834                         brelse(bp);
3835                 return;
3836         }
3837
3838         /*
3839          * Warning: softupdates may re-dirty the buffer, and HAMMER can do
3840          * a lot worse.  XXX - move this above the clearing of b_cmd
3841          */
3842         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
3843                 buf_complete(bp);       /* MPSAFE */
3844
3845         /*
3846          * A failed write must re-dirty the buffer unless B_INVAL
3847          * was set.  Only applicable to normal buffers (with VPs).
3848          * vinum buffers may not have a vp.
3849          */
3850         if (cmd == BUF_CMD_WRITE &&
3851             (bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL)) == B_ERROR) {
3852                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
3853                 if (bp->b_vp)
3854                         bdirty(bp);
3855         }
3856
3857         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3858                 int i;
3859                 vm_ooffset_t foff;
3860                 vm_page_t m;
3861                 vm_object_t obj;
3862                 int iosize;
3863                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3864
3865                 obj = vp->v_object;
3866
3867 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3868                 if (vp->v_auxrefs == 0)
3869                         panic("biodone: zero vnode hold count");
3870                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
3871                         panic("biodone: vnode is not setup for merged cache");
3872 #endif
3873
3874                 foff = bp->b_loffset;
3875                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("biodone: no buffer offset"));
3876                 KASSERT(obj != NULL, ("biodone: missing VM object"));
3877
3878 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3879                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_xio.xio_npages) {
3880                         kprintf("biodone: paging in progress(%d) < "
3881                                 "bp->b_xio.xio_npages(%d)\n",
3882                                 obj->paging_in_progress,
3883                                 bp->b_xio.xio_npages);
3884                 }
3885 #endif
3886
3887                 /*
3888                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3889                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()