kernel - Cluster fixes + Enable clustering for HAMMER1
[dragonfly.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice immediately at the beginning of the file, without modification,
10  *    this list of conditions, and the following disclaimer.
11  * 2. Absolutely no warranty of function or purpose is made by the author
12  *              John S. Dyson.
13  *
14  * $FreeBSD: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.242.2.20 2003/05/28 18:38:10 alc Exp $
15  */
16
17 /*
18  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
19  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
20  * sure that the performance degradation associated with schemes such
21  * as this is not realized.
22  *
23  * Author:  John S. Dyson
24  * Significant help during the development and debugging phases
25  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
26  *
27  * see man buf(9) for more info.
28  */
29
30 #include <sys/param.h>
31 #include <sys/systm.h>
32 #include <sys/buf.h>
33 #include <sys/conf.h>
34 #include <sys/devicestat.h>
35 #include <sys/eventhandler.h>
36 #include <sys/lock.h>
37 #include <sys/malloc.h>
38 #include <sys/mount.h>
39 #include <sys/kernel.h>
40 #include <sys/kthread.h>
41 #include <sys/proc.h>
42 #include <sys/reboot.h>
43 #include <sys/resourcevar.h>
44 #include <sys/sysctl.h>
45 #include <sys/vmmeter.h>
46 #include <sys/vnode.h>
47 #include <sys/dsched.h>
48 #include <vm/vm.h>
49 #include <vm/vm_param.h>
50 #include <vm/vm_kern.h>
51 #include <vm/vm_pageout.h>
52 #include <vm/vm_page.h>
53 #include <vm/vm_object.h>
54 #include <vm/vm_extern.h>
55 #include <vm/vm_map.h>
56 #include <vm/vm_pager.h>
57 #include <vm/swap_pager.h>
58
59 #include <sys/buf2.h>
60 #include <sys/thread2.h>
61 #include <sys/spinlock2.h>
62 #include <sys/mplock2.h>
63 #include <vm/vm_page2.h>
64
65 #include "opt_ddb.h"
66 #ifdef DDB
67 #include <ddb/ddb.h>
68 #endif
69
70 /*
71  * Buffer queues.
72  */
73 enum bufq_type {
74         BQUEUE_NONE,            /* not on any queue */
75         BQUEUE_LOCKED,          /* locked buffers */
76         BQUEUE_CLEAN,           /* non-B_DELWRI buffers */
77         BQUEUE_DIRTY,           /* B_DELWRI buffers */
78         BQUEUE_DIRTY_HW,        /* B_DELWRI buffers - heavy weight */
79         BQUEUE_EMPTYKVA,        /* empty buffer headers with KVA assignment */
80         BQUEUE_EMPTY,           /* empty buffer headers */
81
82         BUFFER_QUEUES           /* number of buffer queues */
83 };
84
85 typedef enum bufq_type bufq_type_t;
86
87 #define BD_WAKE_SIZE    16384
88 #define BD_WAKE_MASK    (BD_WAKE_SIZE - 1)
89
90 TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES];
91 static struct spinlock bufqspin = SPINLOCK_INITIALIZER(&bufqspin);
92 static struct spinlock bufcspin = SPINLOCK_INITIALIZER(&bufcspin);
93
94 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "BIO buffer", "BIO buffer");
95
96 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
97
98 static void vfs_clean_pages(struct buf *bp);
99 static void vfs_clean_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
100 #if 0
101 static void vfs_dirty_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
102 #endif
103 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
104 static int flushbufqueues(struct buf *marker, 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 long bufspace;                  /* locked by buffer_map */
125 long maxbufspace;
126 static long bufmallocspace;     /* atomic ops */
127 long maxbufmallocspace, lobufspace, hibufspace;
128 static int bufreusecnt, bufdefragcnt, buffreekvacnt;
129 static long lorunningspace;
130 static long hirunningspace;
131 static int runningbufreq;               /* locked by bufcspin */
132 static long dirtybufspace;              /* locked by bufcspin */
133 static int dirtybufcount;               /* locked by bufcspin */
134 static long dirtybufspacehw;            /* locked by bufcspin */
135 static int dirtybufcounthw;             /* locked by bufcspin */
136 static long runningbufspace;            /* locked by bufcspin */
137 static int runningbufcount;             /* locked by bufcspin */
138 long lodirtybufspace;
139 long 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_LONG(_vfs, OID_AUTO, lodirtybufspace, CTLFLAG_RW, &lodirtybufspace, 0,
160         "Number of dirty buffers to flush before bufdaemon becomes inactive");
161 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hidirtybufspace, CTLFLAG_RW, &hidirtybufspace, 0,
162         "High watermark used to trigger explicit flushing of dirty buffers");
163 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
164         "Minimum amount of buffer space required for active I/O");
165 SYSCTL_LONG(_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_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspace, CTLFLAG_RD, &dirtybufspace, 0,
179         "Pending bytes of dirty buffers (all)");
180 SYSCTL_LONG(_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_LONG(_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_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
191         "Hard limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
192 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
193         "Soft limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
194 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
195         "Minimum amount of memory to reserve for system buffer space");
196 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
197         "Amount of memory available for buffers");
198 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufmallocspace,
199         0, "Maximum amount of memory reserved for buffers using malloc");
200 SYSCTL_LONG(_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         long totalspace;
261         long 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 * 3 / 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  * If runningbufspace exceeds 4/6 hirunningspace we block until
311  * runningbufspace drops to 3/6 hirunningspace.  We also block if another
312  * thread blocked here in order to be fair, even if runningbufspace
313  * is now lower than the limit.
314  *
315  * The caller may be using this function to block in a tight loop, we
316  * must block while runningbufspace is greater than at least
317  * hirunningspace * 3 / 6.
318  */
319 void
320 waitrunningbufspace(void)
321 {
322         long limit = hirunningspace * 4 / 6;
323
324         if (runningbufspace > limit || runningbufreq) {
325                 spin_lock(&bufcspin);
326                 while (runningbufspace > limit || runningbufreq) {
327                         runningbufreq = 1;
328                         ssleep(&runningbufreq, &bufcspin, 0, "wdrn1", 0);
329                 }
330                 spin_unlock(&bufcspin);
331         }
332 }
333
334 /*
335  * buf_dirty_count_severe:
336  *
337  *      Return true if we have too many dirty buffers.
338  */
339 int
340 buf_dirty_count_severe(void)
341 {
342         return (runningbufspace + dirtybufspace >= hidirtybufspace ||
343                 dirtybufcount >= nbuf / 2);
344 }
345
346 /*
347  * Return true if the amount of running I/O is severe and BIOQ should
348  * start bursting.
349  */
350 int
351 buf_runningbufspace_severe(void)
352 {
353         return (runningbufspace >= hirunningspace * 4 / 6);
354 }
355
356 /*
357  * vfs_buf_test_cache:
358  *
359  * Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
360  * bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
361  * valid data.
362  *
363  * NOTE! Dirty VM pages are not processed into dirty (B_DELWRI) buffer
364  * cache buffers.  The VM pages remain dirty, as someone had mmap()'d
365  * them while a clean buffer was present.
366  */
367 static __inline__
368 void
369 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
370                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
371                   vm_page_t m)
372 {
373         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
374                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
375                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
376                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
377         }
378 }
379
380 /*
381  * bd_speedup()
382  *
383  * Spank the buf_daemon[_hw] if the total dirty buffer space exceeds the
384  * low water mark.
385  *
386  * MPSAFE
387  */
388 static __inline__
389 void
390 bd_speedup(void)
391 {
392         if (dirtybufspace < lodirtybufspace && dirtybufcount < nbuf / 2)
393                 return;
394
395         if (bd_request == 0 &&
396             (dirtybufspace - dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
397              dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
398                 spin_lock(&bufcspin);
399                 bd_request = 1;
400                 spin_unlock(&bufcspin);
401                 wakeup(&bd_request);
402         }
403         if (bd_request_hw == 0 &&
404             (dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
405              dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
406                 spin_lock(&bufcspin);
407                 bd_request_hw = 1;
408                 spin_unlock(&bufcspin);
409                 wakeup(&bd_request_hw);
410         }
411 }
412
413 /*
414  * bd_heatup()
415  *
416  *      Get the buf_daemon heated up when the number of running and dirty
417  *      buffers exceeds the mid-point.
418  *
419  *      Return the total number of dirty bytes past the second mid point
420  *      as a measure of how much excess dirty data there is in the system.
421  *
422  * MPSAFE
423  */
424 int
425 bd_heatup(void)
426 {
427         long mid1;
428         long mid2;
429         long totalspace;
430
431         mid1 = lodirtybufspace + (hidirtybufspace - lodirtybufspace) / 2;
432
433         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
434         if (totalspace >= mid1 || dirtybufcount >= nbuf / 2) {
435                 bd_speedup();
436                 mid2 = mid1 + (hidirtybufspace - mid1) / 2;
437                 if (totalspace >= mid2)
438                         return(totalspace - mid2);
439         }
440         return(0);
441 }
442
443 /*
444  * bd_wait()
445  *
446  *      Wait for the buffer cache to flush (totalspace) bytes worth of
447  *      buffers, then return.
448  *
449  *      Regardless this function blocks while the number of dirty buffers
450  *      exceeds hidirtybufspace.
451  *
452  * MPSAFE
453  */
454 void
455 bd_wait(int totalspace)
456 {
457         u_int i;
458         int count;
459
460         if (curthread == bufdaemonhw_td || curthread == bufdaemon_td)
461                 return;
462
463         while (totalspace > 0) {
464                 bd_heatup();
465                 if (totalspace > runningbufspace + dirtybufspace)
466                         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
467                 count = totalspace / BKVASIZE;
468                 if (count >= BD_WAKE_SIZE)
469                         count = BD_WAKE_SIZE - 1;
470
471                 spin_lock(&bufcspin);
472                 i = (bd_wake_index + count) & BD_WAKE_MASK;
473                 ++bd_wake_ary[i];
474
475                 /*
476                  * This is not a strict interlock, so we play a bit loose
477                  * with locking access to dirtybufspace*
478                  */
479                 tsleep_interlock(&bd_wake_ary[i], 0);
480                 spin_unlock(&bufcspin);
481                 tsleep(&bd_wake_ary[i], PINTERLOCKED, "flstik", hz);
482
483                 totalspace = runningbufspace + dirtybufspace - hidirtybufspace;
484         }
485 }
486
487 /*
488  * bd_signal()
489  * 
490  *      This function is called whenever runningbufspace or dirtybufspace
491  *      is reduced.  Track threads waiting for run+dirty buffer I/O
492  *      complete.
493  *
494  * MPSAFE
495  */
496 static void
497 bd_signal(int totalspace)
498 {
499         u_int i;
500
501         if (totalspace > 0) {
502                 if (totalspace > BKVASIZE * BD_WAKE_SIZE)
503                         totalspace = BKVASIZE * BD_WAKE_SIZE;
504                 spin_lock(&bufcspin);
505                 while (totalspace > 0) {
506                         i = bd_wake_index++;
507                         i &= BD_WAKE_MASK;
508                         if (bd_wake_ary[i]) {
509                                 bd_wake_ary[i] = 0;
510                                 spin_unlock(&bufcspin);
511                                 wakeup(&bd_wake_ary[i]);
512                                 spin_lock(&bufcspin);
513                         }
514                         totalspace -= BKVASIZE;
515                 }
516                 spin_unlock(&bufcspin);
517         }
518 }
519
520 /*
521  * BIO tracking support routines.
522  *
523  * Release a ref on a bio_track.  Wakeup requests are atomically released
524  * along with the last reference so bk_active will never wind up set to
525  * only 0x80000000.
526  *
527  * MPSAFE
528  */
529 static
530 void
531 bio_track_rel(struct bio_track *track)
532 {
533         int     active;
534         int     desired;
535
536         /*
537          * Shortcut
538          */
539         active = track->bk_active;
540         if (active == 1 && atomic_cmpset_int(&track->bk_active, 1, 0))
541                 return;
542
543         /*
544          * Full-on.  Note that the wait flag is only atomically released on
545          * the 1->0 count transition.
546          *
547          * We check for a negative count transition using bit 30 since bit 31
548          * has a different meaning.
549          */
550         for (;;) {
551                 desired = (active & 0x7FFFFFFF) - 1;
552                 if (desired)
553                         desired |= active & 0x80000000;
554                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
555                         if (desired & 0x40000000)
556                                 panic("bio_track_rel: bad count: %p\n", track);
557                         if (active & 0x80000000)
558                                 wakeup(track);
559                         break;
560                 }
561                 active = track->bk_active;
562         }
563 }
564
565 /*
566  * Wait for the tracking count to reach 0.
567  *
568  * Use atomic ops such that the wait flag is only set atomically when
569  * bk_active is non-zero.
570  *
571  * MPSAFE
572  */
573 int
574 bio_track_wait(struct bio_track *track, int slp_flags, int slp_timo)
575 {
576         int     active;
577         int     desired;
578         int     error;
579
580         /*
581          * Shortcut
582          */
583         if (track->bk_active == 0)
584                 return(0);
585
586         /*
587          * Full-on.  Note that the wait flag may only be atomically set if
588          * the active count is non-zero.
589          *
590          * NOTE: We cannot optimize active == desired since a wakeup could
591          *       clear active prior to our tsleep_interlock().
592          */
593         error = 0;
594         while ((active = track->bk_active) != 0) {
595                 cpu_ccfence();
596                 desired = active | 0x80000000;
597                 tsleep_interlock(track, slp_flags);
598                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
599                         error = tsleep(track, slp_flags | PINTERLOCKED,
600                                        "trwait", slp_timo);
601                         if (error)
602                                 break;
603                 }
604         }
605         return (error);
606 }
607
608 /*
609  * bufinit:
610  *
611  *      Load time initialisation of the buffer cache, called from machine
612  *      dependant initialization code. 
613  */
614 void
615 bufinit(void)
616 {
617         struct buf *bp;
618         vm_offset_t bogus_offset;
619         int i;
620
621         /* next, make a null set of free lists */
622         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
623                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
624
625         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
626         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
627                 bp = &buf[i];
628                 bzero(bp, sizeof *bp);
629                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
630                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
631                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
632                 initbufbio(bp);
633                 xio_init(&bp->b_xio);
634                 buf_dep_init(bp);
635                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
636         }
637
638         /*
639          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
640          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
641          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
642          * used by most other processes.  The differential is required to 
643          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
644          * be blocked waiting for buffer space.
645          *
646          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
647          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
648          * by the system.
649          */
650         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
651         hibufspace = imax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
652         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
653
654         lorunningspace = 512 * 1024;
655         /* hirunningspace -- see below */
656
657         /*
658          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently
659          * into the kernel space.  Even though this is accounted for in
660          * the buffer allocation, we don't want the malloced region to grow
661          * uncontrolled.  The malloc scheme improves memory utilization
662          * significantly on average (small) directories.
663          */
664         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
665
666         /*
667          * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
668          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
669          *
670          * We don't want too much actually queued to the device at once
671          * (XXX this needs to be per-mount!), because the buffers will
672          * wind up locked for a very long period of time while the I/O
673          * drains.
674          */
675         hidirtybufspace = hibufspace / 2;       /* dirty + running */
676         hirunningspace = hibufspace / 16;       /* locked & queued to device */
677         if (hirunningspace < 1024 * 1024)
678                 hirunningspace = 1024 * 1024;
679
680         dirtybufspace = 0;
681         dirtybufspacehw = 0;
682
683         lodirtybufspace = hidirtybufspace / 2;
684
685         /*
686          * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
687          * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
688          * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
689          * from buf_daemon.
690          */
691
692         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
693         vm_object_hold(&kernel_object);
694         bogus_page = vm_page_alloc(&kernel_object,
695                                    (bogus_offset >> PAGE_SHIFT),
696                                    VM_ALLOC_NORMAL);
697         vm_object_drop(&kernel_object);
698         vmstats.v_wire_count++;
699
700 }
701
702 /*
703  * Initialize the embedded bio structures, typically used by
704  * deprecated code which tries to allocate its own struct bufs.
705  */
706 void
707 initbufbio(struct buf *bp)
708 {
709         bp->b_bio1.bio_buf = bp;
710         bp->b_bio1.bio_prev = NULL;
711         bp->b_bio1.bio_offset = NOOFFSET;
712         bp->b_bio1.bio_next = &bp->b_bio2;
713         bp->b_bio1.bio_done = NULL;
714         bp->b_bio1.bio_flags = 0;
715
716         bp->b_bio2.bio_buf = bp;
717         bp->b_bio2.bio_prev = &bp->b_bio1;
718         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
719         bp->b_bio2.bio_next = NULL;
720         bp->b_bio2.bio_done = NULL;
721         bp->b_bio2.bio_flags = 0;
722
723         BUF_LOCKINIT(bp);
724 }
725
726 /*
727  * Reinitialize the embedded bio structures as well as any additional
728  * translation cache layers.
729  */
730 void
731 reinitbufbio(struct buf *bp)
732 {
733         struct bio *bio;
734
735         for (bio = &bp->b_bio1; bio; bio = bio->bio_next) {
736                 bio->bio_done = NULL;
737                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
738         }
739 }
740
741 /*
742  * Undo the effects of an initbufbio().
743  */
744 void
745 uninitbufbio(struct buf *bp)
746 {
747         dsched_exit_buf(bp);
748         BUF_LOCKFREE(bp);
749 }
750
751 /*
752  * Push another BIO layer onto an existing BIO and return it.  The new
753  * BIO layer may already exist, holding cached translation data.
754  */
755 struct bio *
756 push_bio(struct bio *bio)
757 {
758         struct bio *nbio;
759
760         if ((nbio = bio->bio_next) == NULL) {
761                 int index = bio - &bio->bio_buf->b_bio_array[0];
762                 if (index >= NBUF_BIO - 1) {
763                         panic("push_bio: too many layers bp %p\n",
764                                 bio->bio_buf);
765                 }
766                 nbio = &bio->bio_buf->b_bio_array[index + 1];
767                 bio->bio_next = nbio;
768                 nbio->bio_prev = bio;
769                 nbio->bio_buf = bio->bio_buf;
770                 nbio->bio_offset = NOOFFSET;
771                 nbio->bio_done = NULL;
772                 nbio->bio_next = NULL;
773         }
774         KKASSERT(nbio->bio_done == NULL);
775         return(nbio);
776 }
777
778 /*
779  * Pop a BIO translation layer, returning the previous layer.  The
780  * must have been previously pushed.
781  */
782 struct bio *
783 pop_bio(struct bio *bio)
784 {
785         return(bio->bio_prev);
786 }
787
788 void
789 clearbiocache(struct bio *bio)
790 {
791         while (bio) {
792                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
793                 bio = bio->bio_next;
794         }
795 }
796
797 /*
798  * bfreekva:
799  *
800  *      Free the KVA allocation for buffer 'bp'.
801  *
802  *      Must be called from a critical section as this is the only locking for
803  *      buffer_map.
804  *
805  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
806  *
807  * MPALMOSTSAFE
808  */
809 static void
810 bfreekva(struct buf *bp)
811 {
812         int count;
813
814         if (bp->b_kvasize) {
815                 ++buffreekvacnt;
816                 count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
817                 vm_map_lock(&buffer_map);
818                 bufspace -= bp->b_kvasize;
819                 vm_map_delete(&buffer_map,
820                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
821                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize,
822                     &count
823                 );
824                 vm_map_unlock(&buffer_map);
825                 vm_map_entry_release(count);
826                 bp->b_kvasize = 0;
827                 bp->b_kvabase = NULL;
828                 bufspacewakeup();
829         }
830 }
831
832 /*
833  * bremfree:
834  *
835  *      Remove the buffer from the appropriate free list.
836  */
837 static __inline void
838 _bremfree(struct buf *bp)
839 {
840         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE) {
841                 KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) == 1, 
842                                 ("bremfree: bp %p not locked",bp));
843                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
844                 bp->b_qindex = BQUEUE_NONE;
845         } else {
846                 if (BUF_REFCNTNB(bp) <= 1)
847                         panic("bremfree: removing a buffer not on a queue");
848         }
849 }
850
851 void
852 bremfree(struct buf *bp)
853 {
854         spin_lock(&bufqspin);
855         _bremfree(bp);
856         spin_unlock(&bufqspin);
857 }
858
859 static void
860 bremfree_locked(struct buf *bp)
861 {
862         _bremfree(bp);
863 }
864
865 /*
866  * This version of bread issues any required I/O asyncnronously and
867  * makes a callback on completion.
868  *
869  * The callback must check whether BIO_DONE is set in the bio and issue
870  * the bpdone(bp, 0) if it isn't.  The callback is responsible for clearing
871  * BIO_DONE and disposing of the I/O (bqrelse()ing it).
872  */
873 void
874 breadcb(struct vnode *vp, off_t loffset, int size,
875         void (*func)(struct bio *), void *arg)
876 {
877         struct buf *bp;
878
879         bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
880
881         /* if not found in cache, do some I/O */
882         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
883                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
884                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
885                 bp->b_bio1.bio_done = func;
886                 bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = arg;
887                 vfs_busy_pages(vp, bp);
888                 BUF_KERNPROC(bp);
889                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
890         } else if (func) {
891                 /*
892                  * Since we are issuing the callback synchronously it cannot
893                  * race the BIO_DONE, so no need for atomic ops here.
894                  */
895                 /*bp->b_bio1.bio_done = func;*/
896                 bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = arg;
897                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_DONE;
898                 func(&bp->b_bio1);
899         } else {
900                 bqrelse(bp);
901         }
902 }
903
904 /*
905  * breadnx() - Terminal function for bread() and breadn().
906  *
907  * This function will start asynchronous I/O on read-ahead blocks as well
908  * as satisfy the primary request.
909  *
910  * We must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE is
911  * set, the buffer is valid and we do not have to do anything.
912  */
913 int
914 breadnx(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, off_t *raoffset,
915         int *rabsize, int cnt, struct buf **bpp)
916 {
917         struct buf *bp, *rabp;
918         int i;
919         int rv = 0, readwait = 0;
920
921         if (*bpp)
922                 bp = *bpp;
923         else
924                 *bpp = bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
925
926         /* if not found in cache, do some I/O */
927         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
928                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
929                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
930                 bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
931                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
932                 vfs_busy_pages(vp, bp);
933                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
934                 ++readwait;
935         }
936
937         for (i = 0; i < cnt; i++, raoffset++, rabsize++) {
938                 if (inmem(vp, *raoffset))
939                         continue;
940                 rabp = getblk(vp, *raoffset, *rabsize, 0, 0);
941
942                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
943                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
944                         rabp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
945                         vfs_busy_pages(vp, rabp);
946                         BUF_KERNPROC(rabp);
947                         vn_strategy(vp, &rabp->b_bio1);
948                 } else {
949                         brelse(rabp);
950                 }
951         }
952         if (readwait)
953                 rv = biowait(&bp->b_bio1, "biord");
954         return (rv);
955 }
956
957 /*
958  * bwrite:
959  *
960  *      Synchronous write, waits for completion.
961  *
962  *      Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
963  *      if async).  Do not bother writing anything if the buffer
964  *      is invalid.
965  *
966  *      Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
967  *      fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
968  *      now so we set it generally.  This could be set either here 
969  *      or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
970  *      here.
971  */
972 int
973 bwrite(struct buf *bp)
974 {
975         int error;
976
977         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
978                 brelse(bp);
979                 return (0);
980         }
981         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
982                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
983
984         /* Mark the buffer clean */
985         bundirty(bp);
986
987         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
988         bp->b_flags |= B_CACHE;
989         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
990         bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
991         bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
992         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
993
994         /*
995          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
996          * valid for vnode-backed buffers.
997          */
998         bsetrunningbufspace(bp, bp->b_bufsize);
999         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1000         error = biowait(&bp->b_bio1, "biows");
1001         brelse(bp);
1002
1003         return (error);
1004 }
1005
1006 /*
1007  * bawrite:
1008  *
1009  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1010  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1011  *
1012  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling
1013  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1014  */
1015 void
1016 bawrite(struct buf *bp)
1017 {
1018         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1019                 brelse(bp);
1020                 return;
1021         }
1022         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1023                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
1024
1025         /* Mark the buffer clean */
1026         bundirty(bp);
1027
1028         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
1029         bp->b_flags |= B_CACHE;
1030         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1031         KKASSERT(bp->b_bio1.bio_done == NULL);
1032         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
1033
1034         /*
1035          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
1036          * valid for vnode-backed buffers.
1037          */
1038         bsetrunningbufspace(bp, bp->b_bufsize);
1039         BUF_KERNPROC(bp);
1040         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1041 }
1042
1043 /*
1044  * bowrite:
1045  *
1046  *      Ordered write.  Start output on a buffer, and flag it so that the
1047  *      device will write it in the order it was queued.  The buffer is
1048  *      released when the output completes.  bwrite() ( or the VOP routine
1049  *      anyway ) is responsible for handling B_INVAL buffers.
1050  */
1051 int
1052 bowrite(struct buf *bp)
1053 {
1054         bp->b_flags |= B_ORDERED;
1055         bawrite(bp);
1056         return (0);
1057 }
1058
1059 /*
1060  * bdwrite:
1061  *
1062  *      Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1063  *      anything if the buffer is marked invalid.
1064  *
1065  *      Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1066  *      set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1067  *      biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1068  *      out synchronously.
1069  */
1070 void
1071 bdwrite(struct buf *bp)
1072 {
1073         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1074                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
1075
1076         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1077                 brelse(bp);
1078                 return;
1079         }
1080         bdirty(bp);
1081
1082         if (dsched_is_clear_buf_priv(bp))
1083                 dsched_new_buf(bp);
1084
1085         /*
1086          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1087          * true even of NFS now.
1088          */
1089         bp->b_flags |= B_CACHE;
1090
1091         /*
1092          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1093          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1094          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1095          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1096          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1097          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1098          * the bmap then...  So, this is important to do.
1099          */
1100         if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1101                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_loffset, &bp->b_bio2.bio_offset,
1102                          NULL, NULL, BUF_CMD_WRITE);
1103         }
1104
1105         /*
1106          * Because the underlying pages may still be mapped and
1107          * writable trying to set the dirty buffer (b_dirtyoff/end)
1108          * range here will be inaccurate.
1109          *
1110          * However, we must still clean the pages to satisfy the
1111          * vnode_pager and pageout daemon, so theythink the pages
1112          * have been "cleaned".  What has really occured is that
1113          * they've been earmarked for later writing by the buffer
1114          * cache.
1115          *
1116          * So we get the b_dirtyoff/end update but will not actually
1117          * depend on it (NFS that is) until the pages are busied for
1118          * writing later on.
1119          */
1120         vfs_clean_pages(bp);
1121         bqrelse(bp);
1122
1123         /*
1124          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1125          * due to the softdep code.
1126          */
1127 }
1128
1129 /*
1130  * Fake write - return pages to VM system as dirty, leave the buffer clean.
1131  * This is used by tmpfs.
1132  *
1133  * It is important for any VFS using this routine to NOT use it for
1134  * IO_SYNC or IO_ASYNC operations which occur when the system really
1135  * wants to flush VM pages to backing store.
1136  */
1137 void
1138 buwrite(struct buf *bp)
1139 {
1140         vm_page_t m;
1141         int i;
1142
1143         /*
1144          * Only works for VMIO buffers.  If the buffer is already
1145          * marked for delayed-write we can't avoid the bdwrite().
1146          */
1147         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || (bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1148                 bdwrite(bp);
1149                 return;
1150         }
1151
1152         /*
1153          * Mark as needing a commit.
1154          */
1155         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1156                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1157                 vm_page_need_commit(m);
1158         }
1159         bqrelse(bp);
1160 }
1161
1162 /*
1163  * bdirty:
1164  *
1165  *      Turn buffer into delayed write request by marking it B_DELWRI.
1166  *      B_RELBUF and B_NOCACHE must be cleared.
1167  *
1168  *      We reassign the buffer to itself to properly update it in the
1169  *      dirty/clean lists. 
1170  *
1171  *      Must be called from a critical section.
1172  *      The buffer must be on BQUEUE_NONE.
1173  */
1174 void
1175 bdirty(struct buf *bp)
1176 {
1177         KASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_NONE,
1178                 ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1179         if (bp->b_flags & B_NOCACHE) {
1180                 kprintf("bdirty: clearing B_NOCACHE on buf %p\n", bp);
1181                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
1182         }
1183         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1184                 kprintf("bdirty: warning, dirtying invalid buffer %p\n", bp);
1185         }
1186         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1187
1188         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1189                 lwkt_gettoken(&bp->b_vp->v_token);
1190                 bp->b_flags |= B_DELWRI;
1191                 reassignbuf(bp);
1192                 lwkt_reltoken(&bp->b_vp->v_token);
1193
1194                 spin_lock(&bufcspin);
1195                 ++dirtybufcount;
1196                 dirtybufspace += bp->b_bufsize;
1197                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1198                         ++dirtybufcounthw;
1199                         dirtybufspacehw += bp->b_bufsize;
1200                 }
1201                 spin_unlock(&bufcspin);
1202
1203                 bd_heatup();
1204         }
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Set B_HEAVY, indicating that this is a heavy-weight buffer that
1209  * needs to be flushed with a different buf_daemon thread to avoid
1210  * deadlocks.  B_HEAVY also imposes restrictions in getnewbuf().
1211  */
1212 void
1213 bheavy(struct buf *bp)
1214 {
1215         if ((bp->b_flags & B_HEAVY) == 0) {
1216                 bp->b_flags |= B_HEAVY;
1217                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1218                         spin_lock(&bufcspin);
1219                         ++dirtybufcounthw;
1220                         dirtybufspacehw += bp->b_bufsize;
1221                         spin_unlock(&bufcspin);
1222                 }
1223         }
1224 }
1225
1226 /*
1227  * bundirty:
1228  *
1229  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1230  *
1231  *      Must be called from a critical section.
1232  *
1233  *      The buffer is typically on BQUEUE_NONE but there is one case in 
1234  *      brelse() that calls this function after placing the buffer on
1235  *      a different queue.
1236  *
1237  * MPSAFE
1238  */
1239 void
1240 bundirty(struct buf *bp)
1241 {
1242         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1243                 lwkt_gettoken(&bp->b_vp->v_token);
1244                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1245                 reassignbuf(bp);
1246                 lwkt_reltoken(&bp->b_vp->v_token);
1247
1248                 spin_lock(&bufcspin);
1249                 --dirtybufcount;
1250                 dirtybufspace -= bp->b_bufsize;
1251                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1252                         --dirtybufcounthw;
1253                         dirtybufspacehw -= bp->b_bufsize;
1254                 }
1255                 spin_unlock(&bufcspin);
1256
1257                 bd_signal(bp->b_bufsize);
1258         }
1259         /*
1260          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1261          */
1262         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Set the b_runningbufspace field, used to track how much I/O is
1267  * in progress at any given moment.
1268  */
1269 void
1270 bsetrunningbufspace(struct buf *bp, int bytes)
1271 {
1272         bp->b_runningbufspace = bytes;
1273         if (bytes) {
1274                 spin_lock(&bufcspin);
1275                 runningbufspace += bytes;
1276                 ++runningbufcount;
1277                 spin_unlock(&bufcspin);
1278         }
1279 }
1280
1281 /*
1282  * brelse:
1283  *
1284  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1285  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1286  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1287  *
1288  * MPALMOSTSAFE
1289  */
1290 void
1291 brelse(struct buf *bp)
1292 {
1293 #ifdef INVARIANTS
1294         int saved_flags = bp->b_flags;
1295 #endif
1296
1297         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1298
1299         /*
1300          * If B_NOCACHE is set we are being asked to destroy the buffer and
1301          * its backing store.  Clear B_DELWRI.
1302          *
1303          * B_NOCACHE is set in two cases: (1) when the caller really wants
1304          * to destroy the buffer and backing store and (2) when the caller
1305          * wants to destroy the buffer and backing store after a write 
1306          * completes.
1307          */
1308         if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_DELWRI)) == (B_NOCACHE|B_DELWRI)) {
1309                 bundirty(bp);
1310         }
1311
1312         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
1313                 /*
1314                  * A re-dirtied buffer is only subject to destruction
1315                  * by B_INVAL.  B_ERROR and B_NOCACHE are ignored.
1316                  */
1317                 /* leave buffer intact */
1318         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR)) ||
1319                    (bp->b_bufsize <= 0)) {
1320                 /*
1321                  * Either a failed read or we were asked to free or not
1322                  * cache the buffer.  This path is reached with B_DELWRI
1323                  * set only if B_INVAL is already set.  B_NOCACHE governs
1324                  * backing store destruction.
1325                  *
1326                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED in buf_deallocate if the
1327                  * buffer cannot be immediately freed.
1328                  */
1329                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1330                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1331                         buf_deallocate(bp);
1332                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1333                         spin_lock(&bufcspin);
1334                         --dirtybufcount;
1335                         dirtybufspace -= bp->b_bufsize;
1336                         if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1337                                 --dirtybufcounthw;
1338                                 dirtybufspacehw -= bp->b_bufsize;
1339                         }
1340                         spin_unlock(&bufcspin);
1341
1342                         bd_signal(bp->b_bufsize);
1343                 }
1344                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1345         }
1346
1347         /*
1348          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI or B_LOCKED is set,
1349          * or if b_refs is non-zero.
1350          *
1351          * If vfs_vmio_release() is called with either bit set, the
1352          * underlying pages may wind up getting freed causing a previous
1353          * write (bdwrite()) to get 'lost' because pages associated with
1354          * a B_DELWRI bp are marked clean.  Pages associated with a
1355          * B_LOCKED buffer may be mapped by the filesystem.
1356          *
1357          * If we want to release the buffer ourselves (rather then the
1358          * originator asking us to release it), give the originator a
1359          * chance to countermand the release by setting B_LOCKED.
1360          * 
1361          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1362          * if B_DELWRI is set.
1363          *
1364          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1365          * on pages to return pages to the VM page queues.
1366          */
1367         if ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED)) || bp->b_refs) {
1368                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1369         } else if (vm_page_count_min(0)) {
1370                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1371                         buf_deallocate(bp);             /* can set B_LOCKED */
1372                 if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED))
1373                         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1374                 else
1375                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1376         }
1377
1378         /*
1379          * Make sure b_cmd is clear.  It may have already been cleared by
1380          * biodone().
1381          *
1382          * At this point destroying the buffer is governed by the B_INVAL 
1383          * or B_RELBUF flags.
1384          */
1385         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1386         dsched_exit_buf(bp);
1387
1388         /*
1389          * VMIO buffer rundown.  Make sure the VM page array is restored
1390          * after an I/O may have replaces some of the pages with bogus pages
1391          * in order to not destroy dirty pages in a fill-in read.
1392          *
1393          * Note that due to the code above, if a buffer is marked B_DELWRI
1394          * then the B_RELBUF and B_NOCACHE bits will always be clear.
1395          * B_INVAL may still be set, however.
1396          *
1397          * For clean buffers, B_INVAL or B_RELBUF will destroy the buffer
1398          * but not the backing store.   B_NOCACHE will destroy the backing
1399          * store.
1400          *
1401          * Note that dirty NFS buffers contain byte-granular write ranges
1402          * and should not be destroyed w/ B_INVAL even if the backing store
1403          * is left intact.
1404          */
1405         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1406                 /*
1407                  * Rundown for VMIO buffers which are not dirty NFS buffers.
1408                  */
1409                 int i, j, resid;
1410                 vm_page_t m;
1411                 off_t foff;
1412                 vm_pindex_t poff;
1413                 vm_object_t obj;
1414                 struct vnode *vp;
1415
1416                 vp = bp->b_vp;
1417
1418                 /*
1419                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1420                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1421                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1422                  * But our b_xio.xio_pages array *IS* page aligned.
1423                  *
1424                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1425                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1426                  * m->dirty, etc...). 
1427                  *
1428                  * See man buf(9) for more information
1429                  */
1430
1431                 resid = bp->b_bufsize;
1432                 foff = bp->b_loffset;
1433
1434                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1435                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1436                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1437                         /*
1438                          * If we hit a bogus page, fixup *all* of them
1439                          * now.  Note that we left these pages wired
1440                          * when we removed them so they had better exist,
1441                          * and they cannot be ripped out from under us so
1442                          * no critical section protection is necessary.
1443                          */
1444                         if (m == bogus_page) {
1445                                 obj = vp->v_object;
1446                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset);
1447
1448                                 vm_object_hold(obj);
1449                                 for (j = i; j < bp->b_xio.xio_npages; j++) {
1450                                         vm_page_t mtmp;
1451
1452                                         mtmp = bp->b_xio.xio_pages[j];
1453                                         if (mtmp == bogus_page) {
1454                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1455                                                 if (!mtmp) {
1456                                                         panic("brelse: page missing");
1457                                                 }
1458                                                 bp->b_xio.xio_pages[j] = mtmp;
1459                                         }
1460                                 }
1461                                 bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
1462                                 vm_object_drop(obj);
1463
1464                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1465                                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1466                                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
1467                                 }
1468                                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1469                         }
1470
1471                         /*
1472                          * Invalidate the backing store if B_NOCACHE is set
1473                          * (e.g. used with vinvalbuf()).  If this is NFS
1474                          * we impose a requirement that the block size be
1475                          * a multiple of PAGE_SIZE and create a temporary
1476                          * hack to basically invalidate the whole page.  The
1477                          * problem is that NFS uses really odd buffer sizes
1478                          * especially when tracking piecemeal writes and
1479                          * it also vinvalbuf()'s a lot, which would result
1480                          * in only partial page validation and invalidation
1481                          * here.  If the file page is mmap()'d, however,
1482                          * all the valid bits get set so after we invalidate
1483                          * here we would end up with weird m->valid values
1484                          * like 0xfc.  nfs_getpages() can't handle this so
1485                          * we clear all the valid bits for the NFS case
1486                          * instead of just some of them.
1487                          *
1488                          * The real bug is the VM system having to set m->valid
1489                          * to VM_PAGE_BITS_ALL for faulted-in pages, which
1490                          * itself is an artifact of the whole 512-byte
1491                          * granular mess that exists to support odd block 
1492                          * sizes and UFS meta-data block sizes (e.g. 6144).
1493                          * A complete rewrite is required.
1494                          *
1495                          * XXX
1496                          */
1497                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
1498                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1499                                 int presid;
1500
1501                                 presid = PAGE_SIZE - poffset;
1502                                 if (bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
1503                                     bp->b_vp->v_type == VREG) {
1504                                         ; /* entire page */
1505                                 } else if (presid > resid) {
1506                                         presid = resid;
1507                                 }
1508                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1509                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1510
1511                                 /*
1512                                  * Also make sure any swap cache is removed
1513                                  * as it is now stale (HAMMER in particular
1514                                  * uses B_NOCACHE to deal with buffer
1515                                  * aliasing).
1516                                  */
1517                                 swap_pager_unswapped(m);
1518                         }
1519                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1520                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1521                 }
1522                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1523                         vfs_vmio_release(bp);
1524         } else {
1525                 /*
1526                  * Rundown for non-VMIO buffers.
1527                  */
1528                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1529                         if (bp->b_bufsize)
1530                                 allocbuf(bp, 0);
1531                         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1532                         if (bp->b_vp)
1533                                 brelvp(bp);
1534                 }
1535         }
1536                         
1537         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1538                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1539         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1540                 /* Temporary panic to verify exclusive locking */
1541                 /* This panic goes away when we allow shared refs */
1542                 panic("brelse: multiple refs");
1543                 /* NOT REACHED */
1544                 return;
1545         }
1546
1547         /*
1548          * Figure out the correct queue to place the cleaned up buffer on.
1549          * Buffers placed in the EMPTY or EMPTYKVA had better already be
1550          * disassociated from their vnode.
1551          */
1552         spin_lock(&bufqspin);
1553         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1554                 /*
1555                  * Buffers that are locked are placed in the locked queue
1556                  * immediately, regardless of their state.
1557                  */
1558                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1559                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1560         } else if (bp->b_bufsize == 0) {
1561                 /*
1562                  * Buffers with no memory.  Due to conditionals near the top
1563                  * of brelse() such buffers should probably already be
1564                  * marked B_INVAL and disassociated from their vnode.
1565                  */
1566                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1567                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp1 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1568                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1569                 if (bp->b_kvasize) {
1570                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1571                 } else {
1572                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
1573                 }
1574                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1575         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
1576                 /*
1577                  * Buffers with junk contents.   Again these buffers had better
1578                  * already be disassociated from their vnode.
1579                  */
1580                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp2 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1581                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1582                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1583                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1584                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1585         } else {
1586                 /*
1587                  * Remaining buffers.  These buffers are still associated with
1588                  * their vnode.
1589                  */
1590                 switch(bp->b_flags & (B_DELWRI|B_HEAVY)) {
1591                 case B_DELWRI:
1592                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1593                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1594                     break;
1595                 case B_DELWRI | B_HEAVY:
1596                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY_HW;
1597                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY_HW], bp,
1598                                       b_freelist);
1599                     break;
1600                 default:
1601                     /*
1602                      * NOTE: Buffers are always placed at the end of the
1603                      * queue.  If B_AGE is not set the buffer will cycle
1604                      * through the queue twice.
1605                      */
1606                     bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1607                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1608                     break;
1609                 }
1610         }
1611         spin_unlock(&bufqspin);
1612
1613         /*
1614          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.  We've already placed the buffer
1615          * on the correct queue.
1616          */
1617         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI))
1618                 bundirty(bp);
1619
1620         /*
1621          * The bp is on an appropriate queue unless locked.  If it is not
1622          * locked or dirty we can wakeup threads waiting for buffer space.
1623          *
1624          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1625          * if B_INVAL is set ).
1626          */
1627         if ((bp->b_flags & (B_LOCKED|B_DELWRI)) == 0)
1628                 bufcountwakeup();
1629
1630         /*
1631          * Something we can maybe free or reuse
1632          */
1633         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1634                 bufspacewakeup();
1635
1636         /*
1637          * Clean up temporary flags and unlock the buffer.
1638          */
1639         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1640         BUF_UNLOCK(bp);
1641 }
1642
1643 /*
1644  * bqrelse:
1645  *
1646  *      Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1647  *      it.  The buffer is expected to be used again soon.
1648  *
1649  *      bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1650  *      biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1651  *      known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1652  *      again soon.
1653  *
1654  *      XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1655  *
1656  * MPSAFE
1657  */
1658 void
1659 bqrelse(struct buf *bp)
1660 {
1661         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1662
1663         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1664                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1665         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1666                 /* do not release to free list */
1667                 panic("bqrelse: multiple refs");
1668                 return;
1669         }
1670
1671         buf_act_advance(bp);
1672
1673         spin_lock(&bufqspin);
1674         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1675                 /*
1676                  * Locked buffers are released to the locked queue.  However,
1677                  * if the buffer is dirty it will first go into the dirty
1678                  * queue and later on after the I/O completes successfully it
1679                  * will be released to the locked queue.
1680                  */
1681                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1682                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1683         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1684                 bp->b_qindex = (bp->b_flags & B_HEAVY) ?
1685                                BQUEUE_DIRTY_HW : BQUEUE_DIRTY;
1686                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1687         } else if (vm_page_count_min(0)) {
1688                 /*
1689                  * We are too low on memory, we have to try to free the
1690                  * buffer (most importantly: the wired pages making up its
1691                  * backing store) *now*.
1692                  */
1693                 spin_unlock(&bufqspin);
1694                 brelse(bp);
1695                 return;
1696         } else {
1697                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1698                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1699         }
1700         spin_unlock(&bufqspin);
1701
1702         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
1703             ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
1704                 bufcountwakeup();
1705         }
1706
1707         /*
1708          * Something we can maybe free or reuse.
1709          */
1710         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1711                 bufspacewakeup();
1712
1713         /*
1714          * Final cleanup and unlock.  Clear bits that are only used while a
1715          * buffer is actively locked.
1716          */
1717         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_NOCACHE | B_RELBUF);
1718         dsched_exit_buf(bp);
1719         BUF_UNLOCK(bp);
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Hold a buffer, preventing it from being reused.  This will prevent
1724  * normal B_RELBUF operations on the buffer but will not prevent B_INVAL
1725  * operations.  If a B_INVAL operation occurs the buffer will remain held
1726  * but the underlying pages may get ripped out.
1727  *
1728  * These functions are typically used in VOP_READ/VOP_WRITE functions
1729  * to hold a buffer during a copyin or copyout, preventing deadlocks
1730  * or recursive lock panics when read()/write() is used over mmap()'d
1731  * space.
1732  *
1733  * NOTE: bqhold() requires that the buffer be locked at the time of the
1734  *       hold.  bqdrop() has no requirements other than the buffer having
1735  *       previously been held.
1736  */
1737 void
1738 bqhold(struct buf *bp)
1739 {
1740         atomic_add_int(&bp->b_refs, 1);
1741 }
1742
1743 void
1744 bqdrop(struct buf *bp)
1745 {
1746         KKASSERT(bp->b_refs > 0);
1747         atomic_add_int(&bp->b_refs, -1);
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Return backing pages held by the buffer 'bp' back to the VM system.
1752  * This routine is called when the bp is invalidated, released, or
1753  * reused.
1754  *
1755  * The KVA mapping (b_data) for the underlying pages is removed by
1756  * this function.
1757  *
1758  * WARNING! This routine is integral to the low memory critical path
1759  *          when a buffer is B_RELBUF'd.  If the system has a severe page
1760  *          deficit we need to get the page(s) onto the PQ_FREE or PQ_CACHE
1761  *          queues so they can be reused in the current pageout daemon
1762  *          pass.
1763  */
1764 static void
1765 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1766 {
1767         int i;
1768         vm_page_t m;
1769
1770         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1771                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1772                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
1773
1774                 /*
1775                  * We need to own the page in order to safely unwire it.
1776                  */
1777                 vm_page_busy_wait(m, FALSE, "vmiopg");
1778
1779                 /*
1780                  * The VFS is telling us this is not a meta-data buffer
1781                  * even if it is backed by a block device.
1782                  */
1783                 if (bp->b_flags & B_NOTMETA)
1784                         vm_page_flag_set(m, PG_NOTMETA);
1785
1786                 /*
1787                  * This is a very important bit of code.  We try to track
1788                  * VM page use whether the pages are wired into the buffer
1789                  * cache or not.  While wired into the buffer cache the
1790                  * bp tracks the act_count.
1791                  *
1792                  * We can choose to place unwired pages on the inactive
1793                  * queue (0) or active queue (1).  If we place too many
1794                  * on the active queue the queue will cycle the act_count
1795                  * on pages we'd like to keep, just from single-use pages
1796                  * (such as when doing a tar-up or file scan).
1797                  */
1798                 if (bp->b_act_count < vm_cycle_point)
1799                         vm_page_unwire(m, 0);
1800                 else
1801                         vm_page_unwire(m, 1);
1802
1803                 /*
1804                  * If the wire_count has dropped to 0 we may need to take
1805                  * further action before unbusying the page.
1806                  *
1807                  * WARNING: vm_page_try_*() also checks PG_NEED_COMMIT for us.
1808                  */
1809                 if (m->wire_count == 0) {
1810                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1811
1812                         if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1813                                 /*
1814                                  * Attempt to free the page if B_DIRECT is
1815                                  * set, the caller does not desire the page
1816                                  * to be cached.
1817                                  */
1818                                 vm_page_wakeup(m);
1819                                 vm_page_try_to_free(m);
1820                         } else if ((bp->b_flags & B_NOTMETA) ||
1821                                    vm_page_count_min(0)) {
1822                                 /*
1823                                  * Attempt to move the page to PQ_CACHE
1824                                  * if B_NOTMETA is set.  This flag is set
1825                                  * by HAMMER to remove one of the two pages
1826                                  * present when double buffering is enabled.
1827                                  *
1828                                  * Attempt to move the page to PQ_CACHE
1829                                  * If we have a severe page deficit.  This
1830                                  * will cause buffer cache operations related
1831                                  * to pageouts to recycle the related pages
1832                                  * in order to avoid a low memory deadlock.
1833                                  */
1834                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1835                                 vm_page_wakeup(m);
1836                                 vm_page_try_to_cache(m);
1837                         } else {
1838                                 /*
1839                                  * Nominal case, leave the page on the
1840                                  * queue the original unwiring placed it on
1841                                  * (active or inactive).
1842                                  */
1843                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1844                                 vm_page_wakeup(m);
1845                         }
1846                 } else {
1847                         vm_page_wakeup(m);
1848                 }
1849         }
1850
1851         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data),
1852                      bp->b_xio.xio_npages);
1853         if (bp->b_bufsize) {
1854                 bufspacewakeup();
1855                 bp->b_bufsize = 0;
1856         }
1857         bp->b_xio.xio_npages = 0;
1858         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1859         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1860         if (bp->b_vp)
1861                 brelvp(bp);
1862 }
1863
1864 /*
1865  * getnewbuf:
1866  *
1867  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1868  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1869  *
1870  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1871  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1872  *
1873  *      We block if:
1874  *              We have insufficient buffer headers
1875  *              We have insufficient buffer space
1876  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1877  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1878  *
1879  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1880  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1881  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1882  *
1883  * MPALMOSTSAFE
1884  */
1885 struct buf *
1886 getnewbuf(int blkflags, int slptimeo, int size, int maxsize)
1887 {
1888         struct buf *bp;
1889         struct buf *nbp;
1890         int defrag = 0;
1891         int nqindex;
1892         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
1893         static int flushingbufs;
1894
1895         /*
1896          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1897          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1898          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1899          * async I/O rather then sync I/O.
1900          */
1901         
1902         ++getnewbufcalls;
1903         --getnewbufrestarts;
1904 restart:
1905         ++getnewbufrestarts;
1906
1907         /*
1908          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1909          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1910          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1911          * dip into our reserves.
1912          *
1913          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1914          *
1915          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1916          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1917          * where we cannot backup.
1918          */
1919         nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1920         spin_lock(&bufqspin);
1921         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA]);
1922
1923         if (nbp == NULL) {
1924                 /*
1925                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1926                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1927                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1928                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1929                  */
1930                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1931                         nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1932                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
1933                 }
1934
1935                 /*
1936                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1937                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1938                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1939                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1940                  */
1941                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1942                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1943                         nqindex = BQUEUE_EMPTY;
1944                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY]);
1945                 }
1946         }
1947
1948         /*
1949          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1950          * depending.
1951          *
1952          * WARNING!  bufqspin is held!
1953          */
1954         while ((bp = nbp) != NULL) {
1955                 int qindex = nqindex;
1956
1957                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1958
1959                 /*
1960                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
1961                  * cycles through the queue twice before being selected.
1962                  */
1963                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN && 
1964                     (bp->b_flags & B_AGE) == 0 && nbp) {
1965                         bp->b_flags |= B_AGE;
1966                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
1967                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
1968                         continue;
1969                 }
1970
1971                 /*
1972                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1973                  * or do other fancy things ).
1974                  */
1975                 if (nbp == NULL) {
1976                         switch(qindex) {
1977                         case BQUEUE_EMPTY:
1978                                 nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1979                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA])))
1980                                         break;
1981                                 /* fall through */
1982                         case BQUEUE_EMPTYKVA:
1983                                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1984                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN])))
1985                                         break;
1986                                 /* fall through */
1987                         case BQUEUE_CLEAN:
1988                                 /*
1989                                  * nbp is NULL. 
1990                                  */
1991                                 break;
1992                         }
1993                 }
1994
1995                 /*
1996                  * Sanity Checks
1997                  */
1998                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
1999                         ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
2000
2001                 /*
2002                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2003                  * buffers.
2004                  */
2005                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2006                         ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2007
2008                 /*
2009                  * Do not try to reuse a buffer with a non-zero b_refs.
2010                  * This is an unsynchronized test.  A synchronized test
2011                  * is also performed after we lock the buffer.
2012                  */
2013                 if (bp->b_refs)
2014                         continue;
2015
2016                 /*
2017                  * If we are defragging then we need a buffer with 
2018                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
2019                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
2020                  * should also be non-zero at this point.  XXX
2021                  */
2022                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
2023                         kprintf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
2024                         continue;
2025                 }
2026
2027                 /*
2028                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2029                  * remains valid only for BQUEUE_EMPTY[KVA] bp's.  Buffers
2030                  * on the clean list must be disassociated from their 
2031                  * current vnode.  Buffers on the empty[kva] lists have
2032                  * already been disassociated.
2033                  *
2034                  * b_refs is checked after locking along with queue changes.
2035                  * We must check here to deal with zero->nonzero transitions
2036                  * made by the owner of the buffer lock, which is used by
2037                  * VFS's to hold the buffer while issuing an unlocked
2038                  * uiomove()s.  We cannot invalidate the buffer's pages
2039                  * for this case.  Once we successfully lock a buffer the
2040                  * only 0->1 transitions of b_refs will occur via findblk().
2041                  *
2042                  * We must also check for queue changes after successful
2043                  * locking as the current lock holder may dispose of the
2044                  * buffer and change its queue.
2045                  */
2046                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2047                         spin_unlock(&bufqspin);
2048                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", (hz + 99) / 100);
2049                         goto restart;
2050                 }
2051                 if (bp->b_qindex != qindex || bp->b_refs) {
2052                         spin_unlock(&bufqspin);
2053                         BUF_UNLOCK(bp);
2054                         goto restart;
2055                 }
2056                 bremfree_locked(bp);
2057                 spin_unlock(&bufqspin);
2058
2059                 /*
2060                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2061                  * vnode.
2062                  *
2063                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2064                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2065                  * responsible for releasing the buffer.
2066                  *
2067                  * NOTE: bufqspin is UNLOCKED now.
2068                  */
2069                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2070                         buf_deallocate(bp);
2071                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2072                                 bqrelse(bp);
2073                                 goto restart;
2074                         }
2075                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2076                 }
2077
2078                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN) {
2079                         if (bp->b_flags & B_VMIO)
2080                                 vfs_vmio_release(bp);
2081                         if (bp->b_vp)
2082                                 brelvp(bp);
2083                 }
2084
2085                 /*
2086                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2087                  * the scan from this point on.
2088                  *
2089                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
2090                  * valid after this operation.
2091                  */
2092                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
2093                         ("bp3 %p flags %08x vnode %p qindex %d "
2094                          "unexpectededly still associated!",
2095                          bp, bp->b_flags, bp->b_vp, qindex));
2096                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2097
2098                 /*
2099                  * critical section protection is not required when
2100                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
2101                  * wired.
2102                  */
2103                 if (bp->b_bufsize)
2104                         allocbuf(bp, 0);
2105
2106                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2107                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2108                 bp->b_vp = NULL;
2109                 bp->b_error = 0;
2110                 bp->b_resid = 0;
2111                 bp->b_bcount = 0;
2112                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2113                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2114                 bp->b_act_count = ACT_INIT;
2115                 reinitbufbio(bp);
2116                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2117                 buf_dep_init(bp);
2118                 if (blkflags & GETBLK_BHEAVY)
2119                         bp->b_flags |= B_HEAVY;
2120
2121                 /*
2122                  * If we are defragging then free the buffer.
2123                  */
2124                 if (defrag) {
2125                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2126                         bfreekva(bp);
2127                         brelse(bp);
2128                         defrag = 0;
2129                         goto restart;
2130                 }
2131
2132                 /*
2133                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2134                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2135                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2136                  */
2137                 if (bufspace >= hibufspace)
2138                         flushingbufs = 1;
2139                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2140                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2141                         bfreekva(bp);
2142                         brelse(bp);
2143                         goto restart;
2144                 }
2145                 if (bufspace < lobufspace)
2146                         flushingbufs = 0;
2147
2148                 /*
2149                  * b_refs can transition to a non-zero value while we hold
2150                  * the buffer locked due to a findblk().  Our brelvp() above
2151                  * interlocked any future possible transitions due to
2152                  * findblk()s.
2153                  *
2154                  * If we find b_refs to be non-zero we can destroy the
2155                  * buffer's contents but we cannot yet reuse the buffer.
2156                  */
2157                 if (bp->b_refs) {
2158                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2159                         bfreekva(bp);
2160                         brelse(bp);
2161                         goto restart;
2162                 }
2163                 break;
2164                 /* NOT REACHED, bufqspin not held */
2165         }
2166
2167         /*
2168          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2169          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2170          *
2171          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2172          *
2173          * NOTE: bufqspin is held if bp is NULL, else it is not held.
2174          */
2175         if (bp == NULL) {
2176                 int flags;
2177                 char *waitmsg;
2178
2179                 spin_unlock(&bufqspin);
2180                 if (defrag) {
2181                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2182                         waitmsg = "nbufkv";
2183                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
2184                         waitmsg = "nbufbs";
2185                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2186                 } else {
2187                         waitmsg = "newbuf";
2188                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2189                 }
2190
2191                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2192                 spin_lock(&bufcspin);
2193                 needsbuffer |= flags;
2194                 while (needsbuffer & flags) {
2195                         if (ssleep(&needsbuffer, &bufcspin,
2196                                    slpflags, waitmsg, slptimeo)) {
2197                                 spin_unlock(&bufcspin);
2198                                 return (NULL);
2199                         }
2200                 }
2201                 spin_unlock(&bufcspin);
2202         } else {
2203                 /*
2204                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2205                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2206                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2207                  * BKVASIZE chunks.
2208                  *
2209                  * (bufqspin is not held)
2210                  */
2211                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2212
2213                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
2214                         vm_offset_t addr = 0;
2215                         int count;
2216
2217                         bfreekva(bp);
2218
2219                         count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
2220                         vm_map_lock(&buffer_map);
2221
2222                         if (vm_map_findspace(&buffer_map,
2223                                     vm_map_min(&buffer_map), maxsize,
2224                                     maxsize, 0, &addr)) {
2225                                 /*
2226                                  * Uh oh.  Buffer map is too fragmented.  We
2227                                  * must defragment the map.
2228                                  */
2229                                 vm_map_unlock(&buffer_map);
2230                                 vm_map_entry_release(count);
2231                                 ++bufdefragcnt;
2232                                 defrag = 1;
2233                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2234                                 brelse(bp);
2235                                 goto restart;
2236                         }
2237                         if (addr) {
2238                                 vm_map_insert(&buffer_map, &count,
2239                                         NULL, 0,
2240                                         addr, addr + maxsize,
2241                                         VM_MAPTYPE_NORMAL,
2242                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
2243                                         MAP_NOFAULT);
2244
2245                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
2246                                 bp->b_kvasize = maxsize;
2247                                 bufspace += bp->b_kvasize;
2248                                 ++bufreusecnt;
2249                         }
2250                         vm_map_unlock(&buffer_map);
2251                         vm_map_entry_release(count);
2252                 }
2253                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2254         }
2255         return(bp);
2256 }
2257
2258 #if 0
2259 /*
2260  * This routine is called in an emergency to recover VM pages from the
2261  * buffer cache by cashing in clean buffers.  The idea is to recover
2262  * enough pages to be able to satisfy a stuck bio_page_alloc().
2263  *
2264  * XXX Currently not implemented.  This function can wind up deadlocking
2265  * against another thread holding one or more of the backing pages busy.
2266  */
2267 static int
2268 recoverbufpages(void)
2269 {
2270         struct buf *bp;
2271         int bytes = 0;
2272
2273         ++recoverbufcalls;
2274
2275         spin_lock(&bufqspin);
2276         while (bytes < MAXBSIZE) {
2277                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
2278                 if (bp == NULL)
2279                         break;
2280
2281                 /*
2282                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
2283                  * cycles through the queue twice before being selected.
2284                  */
2285                 if ((bp->b_flags & B_AGE) == 0 && TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) {
2286                         bp->b_flags |= B_AGE;
2287                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
2288                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN],
2289                                           bp, b_freelist);
2290                         continue;
2291                 }
2292
2293                 /*
2294                  * Sanity Checks
2295                  */
2296                 KKASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_CLEAN);
2297                 KKASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0);
2298
2299                 /*
2300                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.
2301                  *
2302                  * Buffers on the clean list must be disassociated from
2303                  * their current vnode
2304                  */
2305
2306                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2307                         kprintf("recoverbufpages: warning, locked buf %p, "
2308                                 "race corrected\n",
2309                                 bp);
2310                         ssleep(&bd_request, &bufqspin, 0, "gnbxxx", hz / 100);
2311                         continue;
2312                 }
2313                 if (bp->b_qindex != BQUEUE_CLEAN) {
2314                         kprintf("recoverbufpages: warning, BUF_LOCK blocked "
2315                                 "unexpectedly on buf %p index %d, race "
2316                                 "corrected\n",
2317                                 bp, bp->b_qindex);
2318                         BUF_UNLOCK(bp);
2319                         continue;
2320                 }
2321                 bremfree_locked(bp);
2322                 spin_unlock(&bufqspin);
2323
2324                 /*
2325                  * Sanity check.  Only BQUEUE_DIRTY[_HW] employs markers.
2326                  */
2327                 KKASSERT((bp->b_flags & B_MARKER) == 0);
2328
2329                 /*
2330                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2331                  * vnode.
2332                  *
2333                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2334                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2335                  * responsible for releasing the buffer.
2336                  */
2337                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2338                         buf_deallocate(bp);
2339                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2340                                 bqrelse(bp);
2341                                 spin_lock(&bufqspin);
2342                                 continue;
2343                         }
2344                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2345                 }
2346
2347                 bytes += bp->b_bufsize;
2348
2349                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2350                         bp->b_flags |= B_DIRECT;    /* try to free pages */
2351                         vfs_vmio_release(bp);
2352                 }
2353                 if (bp->b_vp)
2354                         brelvp(bp);
2355
2356                 KKASSERT(bp->b_vp == NULL);
2357                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2358
2359                 /*
2360                  * critical section protection is not required when
2361                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
2362                  * wired.
2363                  */
2364                 if (bp->b_bufsize)
2365                         allocbuf(bp, 0);
2366
2367                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2368                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2369                 bp->b_vp = NULL;
2370                 bp->b_error = 0;
2371                 bp->b_resid = 0;
2372                 bp->b_bcount = 0;
2373                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2374                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2375                 reinitbufbio(bp);
2376                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2377                 buf_dep_init(bp);
2378                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2379                 /* bfreekva(bp); */
2380                 brelse(bp);
2381                 spin_lock(&bufqspin);
2382         }
2383         spin_unlock(&bufqspin);
2384         return(bytes);
2385 }
2386 #endif
2387
2388 /*
2389  * buf_daemon:
2390  *
2391  *      Buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2392  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2393  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2394  *
2395  *      Once a flush is initiated it does not stop until the number
2396  *      of buffers falls below lodirtybuffers, but we will wake up anyone
2397  *      waiting at the mid-point.
2398  */
2399 static struct kproc_desc buf_kp = {
2400         "bufdaemon",
2401         buf_daemon,
2402         &bufdaemon_td
2403 };
2404 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2405         kproc_start, &buf_kp)
2406
2407 static struct kproc_desc bufhw_kp = {
2408         "bufdaemon_hw",
2409         buf_daemon_hw,
2410         &bufdaemonhw_td
2411 };
2412 SYSINIT(bufdaemon_hw, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2413         kproc_start, &bufhw_kp)
2414
2415 /*
2416  * MPSAFE thread
2417  */
2418 static void
2419 buf_daemon1(struct thread *td, int queue, int (*buf_limit_fn)(long), 
2420             int *bd_req)
2421 {
2422         long limit;
2423         struct buf *marker;
2424
2425         marker = kmalloc(sizeof(*marker), M_BIOBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
2426         marker->b_flags |= B_MARKER;
2427         marker->b_qindex = BQUEUE_NONE;
2428
2429         /*
2430          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2431          */
2432         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2433                               td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2434         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2435
2436         /*
2437          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2438          */
2439         for (;;) {
2440                 kproc_suspend_loop();
2441
2442                 /*
2443                  * Do the flush as long as the number of dirty buffers
2444                  * (including those running) exceeds lodirtybufspace.
2445                  *
2446                  * When flushing limit running I/O to hirunningspace
2447                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2448                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2449                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2450                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2451                  *
2452                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2453                  * but because we split the operation into two threads we
2454                  * have to cut it in half for each thread.
2455                  */
2456                 waitrunningbufspace();
2457                 limit = lodirtybufspace / 2;
2458                 while (buf_limit_fn(limit)) {
2459                         if (flushbufqueues(marker, queue) == 0)
2460                                 break;
2461                         if (runningbufspace < hirunningspace)
2462                                 continue;
2463                         waitrunningbufspace();
2464                 }
2465
2466                 /*
2467                  * We reached our low water mark, reset the
2468                  * request and sleep until we are needed again.
2469                  * The sleep is just so the suspend code works.
2470                  */
2471                 spin_lock(&bufcspin);
2472                 if (*bd_req == 0)
2473                         ssleep(bd_req, &bufcspin, 0, "psleep", hz);
2474                 *bd_req = 0;
2475                 spin_unlock(&bufcspin);
2476         }
2477         /* NOT REACHED */
2478         /*kfree(marker, M_BIOBUF);*/
2479 }
2480
2481 static int
2482 buf_daemon_limit(long limit)
2483 {
2484         return (runningbufspace + dirtybufspace > limit ||
2485                 dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2);
2486 }
2487
2488 static int
2489 buf_daemon_hw_limit(long limit)
2490 {
2491         return (runningbufspace + dirtybufspacehw > limit ||
2492                 dirtybufcounthw >= nbuf / 2);
2493 }
2494
2495 static void
2496 buf_daemon(void)
2497 {
2498         buf_daemon1(bufdaemon_td, BQUEUE_DIRTY, buf_daemon_limit, 
2499                     &bd_request);
2500 }
2501
2502 static void
2503 buf_daemon_hw(void)
2504 {
2505         buf_daemon1(bufdaemonhw_td, BQUEUE_DIRTY_HW, buf_daemon_hw_limit,
2506                     &bd_request_hw);
2507 }
2508
2509 /*
2510  * flushbufqueues:
2511  *
2512  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2513  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2514  *      particularly sensitive to.
2515  *
2516  *      B_RELBUF may only be set by VFSs.  We do set B_AGE to indicate
2517  *      that we really want to try to get the buffer out and reuse it
2518  *      due to the write load on the machine.
2519  *
2520  *      We must lock the buffer in order to check its validity before we
2521  *      can mess with its contents.  bufqspin isn't enough.
2522  */
2523 static int
2524 flushbufqueues(struct buf *marker, bufq_type_t q)
2525 {
2526         struct buf *bp;
2527         int r = 0;
2528
2529         KKASSERT(marker->b_qindex == BQUEUE_NONE);
2530         KKASSERT(marker->b_flags & B_MARKER);
2531
2532         /*
2533          * Spinlock needed to perform operations on the queue and may be
2534          * held through a non-blocking BUF_LOCK(), but cannot be held when
2535          * BUF_UNLOCK()ing or through any other major operation.
2536          */
2537         spin_lock(&bufqspin);
2538         marker->b_qindex = q;
2539         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[q], marker, b_freelist);
2540         bp = marker;
2541
2542         while ((bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) != NULL) {
2543                 /*
2544                  * NOTE: spinlock is always held at the top of the loop
2545                  */
2546                 if (bp->b_flags & B_MARKER)
2547                         continue;
2548                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2549                         kprintf("Unexpected clean buffer %p\n", bp);
2550                         continue;
2551                 }
2552                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT))
2553                         continue;
2554                 KKASSERT(bp->b_qindex == q);
2555
2556                 /*
2557                  * Once the buffer is locked we will have no choice but to
2558                  * unlock the spinlock around a later BUF_UNLOCK and re-set
2559                  * bp = marker when looping.  Move the marker now to make
2560                  * things easier.
2561                  */
2562                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[q], marker, b_freelist);
2563                 TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[q], bp, marker, b_freelist);
2564
2565                 /*
2566                  * Must recheck B_DELWRI after successfully locking
2567                  * the buffer.
2568                  */
2569                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2570                         spin_unlock(&bufqspin);
2571                         BUF_UNLOCK(bp);
2572                         spin_lock(&bufqspin);
2573                         bp = marker;
2574                         continue;
2575                 }
2576
2577                 /*
2578                  * Remove the buffer from its queue.  We still own the
2579                  * spinlock here.
2580                  */
2581                 _bremfree(bp);
2582
2583                 /*
2584                  * Disposing of an invalid buffer counts as a flush op
2585                  */
2586                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2587                         spin_unlock(&bufqspin);
2588                         brelse(bp);
2589                         spin_lock(&bufqspin);
2590                         ++r;
2591                         break;
2592                 }
2593
2594                 /*
2595                  * Release the spinlock for the more complex ops we
2596                  * are now going to do.
2597                  */
2598                 spin_unlock(&bufqspin);
2599                 lwkt_yield();
2600
2601                 /*
2602                  * This is a bit messy
2603                  */
2604                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2605                     (bp->b_flags & B_DEFERRED) == 0 &&
2606                     buf_countdeps(bp, 0)) {
2607                         spin_lock(&bufqspin);
2608                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[q], bp, b_freelist);
2609                         bp->b_qindex = q;
2610                         bp->b_flags |= B_DEFERRED;
2611                         spin_unlock(&bufqspin);
2612                         BUF_UNLOCK(bp);
2613                         spin_lock(&bufqspin);
2614                         bp = marker;
2615                         continue;
2616                 }
2617
2618                 /*
2619                  * spinlock not held here.
2620                  *
2621                  * If the buffer has a dependancy, buf_checkwrite() must
2622                  * also return 0 for us to be able to initate the write.
2623                  *
2624                  * If the buffer is flagged B_ERROR it may be requeued
2625                  * over and over again, we try to avoid a live lock.
2626                  *
2627                  * NOTE: buf_checkwrite is MPSAFE.
2628                  */
2629                 bremfree(bp);
2630                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && buf_checkwrite(bp)) {
2631                         brelse(bp);
2632                 } else if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2633                         tsleep(bp, 0, "bioer", 1);
2634                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2635                         cluster_awrite(bp);
2636                 } else {
2637                         bp->b_flags |= B_AGE;
2638                         cluster_awrite(bp);
2639                 }
2640                 spin_lock(&bufqspin);
2641                 ++r;
2642                 break;
2643         }
2644         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[q], marker, b_freelist);
2645         marker->b_qindex = BQUEUE_NONE;
2646         spin_unlock(&bufqspin);
2647
2648         return (r);
2649 }
2650
2651 /*
2652  * inmem:
2653  *
2654  *      Returns true if no I/O is needed to access the associated VM object.
2655  *      This is like findblk except it also hunts around in the VM system for
2656  *      the data.
2657  *
2658  *      Note that we ignore vm_page_free() races from interrupts against our
2659  *      lookup, since if the caller is not protected our return value will not
2660  *      be any more valid then otherwise once we exit the critical section.
2661  */
2662 int
2663 inmem(struct vnode *vp, off_t loffset)
2664 {
2665         vm_object_t obj;
2666         vm_offset_t toff, tinc, size;
2667         vm_page_t m;
2668         int res = 1;
2669
2670         if (findblk(vp, loffset, FINDBLK_TEST))
2671                 return 1;
2672         if (vp->v_mount == NULL)
2673                 return 0;
2674         if ((obj = vp->v_object) == NULL)
2675                 return 0;
2676
2677         size = PAGE_SIZE;
2678         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2679                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2680
2681         vm_object_hold(obj);
2682         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2683                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(loffset + toff));
2684                 if (m == NULL) {
2685                         res = 0;
2686                         break;
2687                 }
2688                 tinc = size;
2689                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK))
2690                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK);
2691                 if (vm_page_is_valid(m,
2692                     (vm_offset_t) ((toff + loffset) & PAGE_MASK), tinc) == 0) {
2693                         res = 0;
2694                         break;
2695                 }
2696         }
2697         vm_object_drop(obj);
2698         return (res);
2699 }
2700
2701 /*
2702  * findblk:
2703  *
2704  *      Locate and return the specified buffer.  Unless flagged otherwise,
2705  *      a locked buffer will be returned if it exists or NULL if it does not.
2706  *
2707  *      findblk()'d buffers are still on the bufqueues and if you intend
2708  *      to use your (locked NON-TEST) buffer you need to bremfree(bp)
2709  *      and possibly do other stuff to it.
2710  *
2711  *      FINDBLK_TEST    - Do not lock the buffer.  The caller is responsible
2712  *                        for locking the buffer and ensuring that it remains
2713  *                        the desired buffer after locking.
2714  *
2715  *      FINDBLK_NBLOCK  - Lock the buffer non-blocking.  If we are unable
2716  *                        to acquire the lock we return NULL, even if the
2717  *                        buffer exists.
2718  *
2719  *      FINDBLK_REF     - Returns the buffer ref'd, which prevents normal
2720  *                        reuse by getnewbuf() but does not prevent
2721  *                        disassociation (B_INVAL).  Used to avoid deadlocks
2722  *                        against random (vp,loffset)s due to reassignment.
2723  *
2724  *      (0)             - Lock the buffer blocking.
2725  *
2726  * MPSAFE
2727  */
2728 struct buf *
2729 findblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int flags)
2730 {
2731         struct buf *bp;
2732         int lkflags;
2733
2734         lkflags = LK_EXCLUSIVE;
2735         if (flags & FINDBLK_NBLOCK)
2736                 lkflags |= LK_NOWAIT;
2737
2738         for (;;) {
2739                 /*
2740                  * Lookup.  Ref the buf while holding v_token to prevent
2741                  * reuse (but does not prevent diassociation).
2742                  */
2743                 lwkt_gettoken_shared(&vp->v_token);
2744                 bp = buf_rb_hash_RB_LOOKUP(&vp->v_rbhash_tree, loffset);
2745                 if (bp == NULL) {
2746                         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
2747                         return(NULL);
2748                 }
2749                 bqhold(bp);
2750                 lwkt_reltoken(&vp->v_token);
2751
2752                 /*
2753                  * If testing only break and return bp, do not lock.
2754                  */
2755                 if (flags & FINDBLK_TEST)
2756                         break;
2757
2758                 /*
2759                  * Lock the buffer, return an error if the lock fails.
2760                  * (only FINDBLK_NBLOCK can cause the lock to fail).
2761                  */
2762                 if (BUF_LOCK(bp, lkflags)) {
2763                         atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2764                         /* bp = NULL; not needed */
2765                         return(NULL);
2766                 }
2767
2768                 /*
2769                  * Revalidate the locked buf before allowing it to be
2770                  * returned.
2771                  */
2772                 if (bp->b_vp == vp && bp->b_loffset == loffset)
2773                         break;
2774                 atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2775                 BUF_UNLOCK(bp);
2776         }
2777
2778         /*
2779          * Success
2780          */
2781         if ((flags & FINDBLK_REF) == 0)
2782                 atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2783         return(bp);
2784 }
2785
2786 /*
2787  * getcacheblk:
2788  *
2789  *      Similar to getblk() except only returns the buffer if it is
2790  *      B_CACHE and requires no other manipulation.  Otherwise NULL
2791  *      is returned.
2792  *
2793  *      If B_RAM is set the buffer might be just fine, but we return
2794  *      NULL anyway because we want the code to fall through to the
2795  *      cluster read.  Otherwise read-ahead breaks.
2796  *
2797  *      If blksize is 0 the buffer cache buffer must already be fully
2798  *      cached.
2799  *
2800  *      If blksize is non-zero getblk() will be used, allowing a buffer
2801  *      to be reinstantiated from its VM backing store.  The buffer must
2802  *      still be fully cached after reinstantiation to be returned.
2803  */
2804 struct buf *
2805 getcacheblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int blksize, int blkflags)
2806 {
2807         struct buf *bp;
2808         int fndflags = (blkflags & GETBLK_NOWAIT) ? FINDBLK_NBLOCK : 0;
2809
2810         if (blksize) {
2811                 bp = getblk(vp, loffset, blksize, blkflags, 0);
2812                 if (bp) {
2813                         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE | B_RAM)) ==
2814                             B_CACHE) {
2815                                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2816                         } else {
2817                                 brelse(bp);
2818                                 bp = NULL;
2819                         }
2820                 }
2821         } else {
2822                 bp = findblk(vp, loffset, fndflags);
2823                 if (bp) {
2824                         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE | B_RAM)) ==
2825                             B_CACHE) {
2826                                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2827                                 bremfree(bp);
2828                         } else {
2829                                 BUF_UNLOCK(bp);
2830                                 bp = NULL;
2831                         }
2832                 }
2833         }
2834         return (bp);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * getblk:
2839  *
2840  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2841  *      B_INVAL may or may not be set on return.  The caller should clear
2842  *      B_INVAL prior to initiating a READ.
2843  *
2844  *      IT IS IMPORTANT TO UNDERSTAND THAT IF YOU CALL GETBLK() AND B_CACHE
2845  *      IS NOT SET, YOU MUST INITIALIZE THE RETURNED BUFFER, ISSUE A READ,
2846  *      OR SET B_INVAL BEFORE RETIRING IT.  If you retire a getblk'd buffer
2847  *      without doing any of those things the system will likely believe
2848  *      the buffer to be valid (especially if it is not B_VMIO), and the
2849  *      next getblk() will return the buffer with B_CACHE set.
2850  *
2851  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2852  *      an existing buffer.
2853  *
2854  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2855  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2856  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2857  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2858  *
2859  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2860  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2861  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2862  *      backing VM.
2863  *
2864  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2865  *      B_CACHE bit is clear.
2866  *      
2867  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2868  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2869  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2870  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2871  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2872  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2873  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2874  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2875  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
2876  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2877  *
2878  *      getblk flags:
2879  *
2880  *      GETBLK_PCATCH - catch signal if blocked, can cause NULL return
2881  *      GETBLK_BHEAVY - heavy-weight buffer cache buffer
2882  *
2883  * MPALMOSTSAFE
2884  */
2885 struct buf *
2886 getblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int blkflags, int slptimeo)
2887 {
2888         struct buf *bp;
2889         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
2890         int error;
2891         int lkflags;
2892
2893         if (size > MAXBSIZE)
2894                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)", size, MAXBSIZE);
2895         if (vp->v_object == NULL)
2896                 panic("getblk: vnode %p has no object!", vp);
2897
2898 loop:
2899         if ((bp = findblk(vp, loffset, FINDBLK_REF | FINDBLK_TEST)) != NULL) {
2900                 /*
2901                  * The buffer was found in the cache, but we need to lock it.
2902                  * We must acquire a ref on the bp to prevent reuse, but
2903                  * this will not prevent disassociation (brelvp()) so we
2904                  * must recheck (vp,loffset) after acquiring the lock.
2905                  *
2906                  * Without the ref the buffer could potentially be reused
2907                  * before we acquire the lock and create a deadlock
2908                  * situation between the thread trying to reuse the buffer
2909                  * and us due to the fact that we would wind up blocking
2910                  * on a random (vp,loffset).
2911                  */
2912                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2913                         if (blkflags & GETBLK_NOWAIT) {
2914                                 bqdrop(bp);
2915                                 return(NULL);
2916                         }
2917                         lkflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL;
2918                         if (blkflags & GETBLK_PCATCH)
2919                                 lkflags |= LK_PCATCH;
2920                         error = BUF_TIMELOCK(bp, lkflags, "getblk", slptimeo);
2921                         if (error) {
2922                                 bqdrop(bp);
2923                                 if (error == ENOLCK)
2924                                         goto loop;
2925                                 return (NULL);
2926                         }
2927                         /* buffer may have changed on us */
2928                 }
2929                 bqdrop(bp);
2930
2931                 /*
2932                  * Once the buffer has been locked, make sure we didn't race
2933                  * a buffer recyclement.  Buffers that are no longer hashed
2934                  * will have b_vp == NULL, so this takes care of that check
2935                  * as well.
2936                  */
2937                 if (bp->b_vp != vp || bp->b_loffset != loffset) {
2938                         kprintf("Warning buffer %p (vp %p loffset %lld) "
2939                                 "was recycled\n",
2940                                 bp, vp, (long long)loffset);
2941                         BUF_UNLOCK(bp);
2942                         goto loop;
2943                 }
2944
2945                 /*
2946                  * If SZMATCH any pre-existing buffer must be of the requested
2947                  * size or NULL is returned.  The caller absolutely does not
2948                  * want getblk() to bwrite() the buffer on a size mismatch.
2949                  */
2950                 if ((blkflags & GETBLK_SZMATCH) && size != bp->b_bcount) {
2951                         BUF_UNLOCK(bp);
2952                         return(NULL);
2953                 }
2954
2955                 /*
2956                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2957                  */
2958                 KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
2959                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2960                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2961
2962                 /*
2963                  * Make sure that B_INVAL buffers do not have a cached
2964                  * block number translation.
2965                  */
2966                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) && (bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET)) {
2967                         kprintf("Warning invalid buffer %p (vp %p loffset %lld)"
2968                                 " did not have cleared bio_offset cache\n",
2969                                 bp, vp, (long long)loffset);
2970                         clearbiocache(&bp->b_bio2);
2971                 }
2972
2973                 /*
2974                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2975                  * invalid.
2976                  */
2977                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2978                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2979                 bremfree(bp);
2980
2981                 /*
2982                  * Any size inconsistancy with a dirty buffer or a buffer
2983                  * with a softupdates dependancy must be resolved.  Resizing
2984                  * the buffer in such circumstances can lead to problems.
2985                  *
2986                  * Dirty or dependant buffers are written synchronously.
2987                  * Other types of buffers are simply released and
2988                  * reconstituted as they may be backed by valid, dirty VM
2989                  * pages (but not marked B_DELWRI).
2990                  *
2991                  * NFS NOTE: NFS buffers which straddle EOF are oddly-sized
2992                  * and may be left over from a prior truncation (and thus
2993                  * no longer represent the actual EOF point), so we
2994                  * definitely do not want to B_NOCACHE the backing store.
2995                  */
2996                 if (size != bp->b_bcount) {
2997                         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2998                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2999                                 bwrite(bp);
3000                         } else if (LIST_FIRST(&bp->b_dep)) {
3001                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3002                                 bwrite(bp);
3003                         } else {
3004                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3005                                 brelse(bp);
3006                         }
3007                         goto loop;
3008                 }
3009                 KKASSERT(size <= bp->b_kvasize);
3010                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET, 
3011                         ("getblk: no buffer offset"));
3012
3013                 /*
3014                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3015                  * be committed before we can return the buffer in
3016                  * order to prevent the caller from issuing a read
3017                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3018                  * it.
3019                  *
3020                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3021                  * operate properly either because they assume they
3022                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3023                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3024                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3025                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3026                  * preventing further loops.
3027                  *
3028                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3029                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3030                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3031                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3032                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3033                  * after the write.
3034                  *
3035                  * XXX Should this be B_RELBUF instead of B_NOCACHE?
3036                  *     I'm not even sure this state is still possible
3037                  *     now that getblk() writes out any dirty buffers
3038                  *     on size changes.
3039                  *
3040                  * We might be able to do something fancy, like setting
3041                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3042                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3043                  * confusing.  This is much easier.
3044                  */
3045
3046                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3047                         kprintf("getblk: Warning, bp %p loff=%jx DELWRI set "
3048                                 "and CACHE clear, b_flags %08x\n",
3049                                 bp, (intmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags);
3050                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3051                         bwrite(bp);
3052                         goto loop;
3053                 }
3054         } else {
3055                 /*
3056                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3057                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3058                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3059                  *
3060                  * Calculating the offset for the I/O requires figuring out
3061                  * the block size.  We use DEV_BSIZE for VBLK or VCHR and
3062                  * the mount's f_iosize otherwise.  If the vnode does not
3063                  * have an associated mount we assume that the passed size is 
3064                  * the block size.  
3065                  *
3066                  * Note that vn_isdisk() cannot be used here since it may
3067                  * return a failure for numerous reasons.   Note that the
3068                  * buffer size may be larger then the block size (the caller
3069                  * will use block numbers with the proper multiple).  Beware
3070                  * of using any v_* fields which are part of unions.  In
3071                  * particular, in DragonFly the mount point overloading 
3072                  * mechanism uses the namecache only and the underlying
3073                  * directory vnode is not a special case.
3074                  */
3075                 int bsize, maxsize;
3076
3077                 if (vp->v_type == VBLK || vp->v_type == VCHR)
3078                         bsize = DEV_BSIZE;
3079                 else if (vp->v_mount)
3080                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3081                 else
3082                         bsize = size;
3083
3084                 maxsize = size + (loffset & PAGE_MASK);
3085                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3086
3087                 bp = getnewbuf(blkflags, slptimeo, size, maxsize);
3088                 if (bp == NULL) {
3089                         if (slpflags || slptimeo)
3090                                 return NULL;
3091                         goto loop;
3092                 }
3093
3094                 /*
3095                  * Atomically insert the buffer into the hash, so that it can
3096                  * be found by findblk().
3097                  *
3098                  * If bgetvp() returns non-zero a collision occured, and the
3099                  * bp will not be associated with the vnode.
3100                  *
3101                  * Make sure the translation layer has been cleared.
3102                  */
3103                 bp->b_loffset = loffset;
3104                 bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
3105                 /* bp->b_bio2.bio_next = NULL; */
3106
3107                 if (bgetvp(vp, bp, size)) {
3108                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3109                         brelse(bp);
3110                         goto loop;
3111                 }
3112
3113                 /*
3114                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
3115                  */
3116                 KKASSERT(vp->v_object != NULL);
3117                 bp->b_flags |= B_VMIO;
3118                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3119
3120                 allocbuf(bp, size);
3121         }
3122         KKASSERT(dsched_is_clear_buf_priv(bp));
3123         return (bp);
3124 }
3125
3126 /*
3127  * regetblk(bp)
3128  *
3129  * Reacquire a buffer that was previously released to the locked queue,
3130  * or reacquire a buffer which is interlocked by having bioops->io_deallocate
3131  * set B_LOCKED (which handles the acquisition race).
3132  *
3133  * To this end, either B_LOCKED must be set or the dependancy list must be
3134  * non-empty.
3135  *
3136  * MPSAFE
3137  */
3138 void
3139 regetblk(struct buf *bp)
3140 {
3141         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) || LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL);
3142         BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3143         bremfree(bp);
3144 }
3145
3146 /*
3147  * geteblk:
3148  *
3149  *      Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is
3150  *      initially set to B_INVAL.
3151  *
3152  *      critical section protection is not required for the allocbuf()
3153  *      call because races are impossible here.
3154  *
3155  * MPALMOSTSAFE
3156  */
3157 struct buf *
3158 geteblk(int size)
3159 {
3160         struct buf *bp;
3161         int maxsize;
3162
3163         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3164
3165         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, maxsize)) == NULL)
3166                 ;
3167         allocbuf(bp, size);
3168         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3169         KKASSERT(dsched_is_clear_buf_priv(bp));
3170         return (bp);
3171 }
3172
3173
3174 /*
3175  * allocbuf:
3176  *
3177  *      This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3178  *      memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3179  *      VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3180  *      resize a buffer up or down.
3181  *
3182  *      Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3183  *      deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3184  *      There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3185  *      the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of
3186  *      data.
3187  *
3188  *      allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3189  *      B_CACHE for the non-VMIO case.
3190  *
3191  *      This routine does not need to be called from a critical section but you
3192  *      must own the buffer.
3193  *
3194  * MPSAFE
3195  */
3196 int
3197 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3198 {
3199         int newbsize, mbsize;
3200         int i;
3201
3202         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
3203                 panic("allocbuf: buffer not busy");
3204
3205         if (bp->b_kvasize < size)
3206                 panic("allocbuf: buffer too small");
3207
3208         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3209                 caddr_t origbuf;
3210                 int origbufsize;
3211                 /*
3212                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3213                  * mess with B_CACHE.
3214                  */
3215                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3216                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3217                         newbsize = mbsize;
3218                 else
3219                         newbsize = round_page(size);
3220
3221                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3222                         /*
3223                          * Malloced buffers are not shrunk
3224                          */
3225                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3226                                 if (newbsize) {
3227                                         bp->b_bcount = size;
3228                                 } else {
3229                                         kfree(bp->b_data, M_BIOBUF);
3230                                         if (bp->b_bufsize) {
3231                                                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, bp->b_bufsize);
3232                                                 bufspacewakeup();
3233                                                 bp->b_bufsize = 0;
3234                                         }
3235                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3236                                         bp->b_bcount = 0;
3237                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3238                                 }
3239                                 return 1;
3240                         }               
3241                         vm_hold_free_pages(
3242                             bp,
3243                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
3244                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
3245                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3246                         /*
3247                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3248                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3249                          * grows.
3250                          */
3251                         if ((bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3252                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3253                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3254
3255                                 bp->b_data = kmalloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3256                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3257                                 bp->b_bcount = size;
3258                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3259                                 atomic_add_long(&bufmallocspace, mbsize);
3260                                 return 1;
3261                         }
3262                         origbuf = NULL;
3263                         origbufsize = 0;
3264                         /*
3265                          * If the buffer is growing on its other-than-first
3266                          * allocation, then we revert to the page-allocation
3267                          * scheme.
3268                          */
3269                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3270                                 origbuf = bp->b_data;
3271                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3272                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3273                                 if (bp->b_bufsize) {
3274                                         atomic_subtract_long(&bufmallocspace,
3275                                                              bp->b_bufsize);
3276                                         bufspacewakeup();
3277                                         bp->b_bufsize = 0;
3278                                 }
3279                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3280                                 newbsize = round_page(newbsize);
3281                         }
3282                         vm_hold_load_pages(
3283                             bp,
3284                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3285                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3286                         if (origbuf) {
3287                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3288                                 kfree(origbuf, M_BIOBUF);
3289                         }
3290                 }
3291         } else {
3292                 vm_page_t m;
3293                 int desiredpages;
3294
3295                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3296                 desiredpages = ((int)(bp->b_loffset & PAGE_MASK) +
3297                                 newbsize + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
3298                 KKASSERT(desiredpages <= XIO_INTERNAL_PAGES);
3299
3300                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3301                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3302                 /*
3303                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3304                  * 0-length.
3305                  */
3306                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3307                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3308
3309                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3310                         /*
3311                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3312                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3313                          * if we have to remove any pages.
3314                          */
3315                         if (desiredpages < bp->b_xio.xio_npages) {
3316                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3317                                         /*
3318                                          * the page is not freed here -- it
3319                                          * is the responsibility of 
3320                                          * vnode_pager_setsize
3321                                          */
3322                                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3323                                         KASSERT(m != bogus_page,
3324                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3325                                         vm_page_busy_wait(m, TRUE, "biodep");
3326                                         bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3327                                         vm_page_unwire(m, 0);
3328                                         vm_page_wakeup(m);
3329                                 }
3330                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3331                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_xio.xio_npages - desiredpages));
3332                                 bp->b_xio.xio_npages = desiredpages;
3333                         }
3334                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3335                         /*
3336                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3337                          * byte-granular fashion.
3338                          */
3339                         struct vnode *vp;
3340                         vm_object_t obj;
3341                         vm_offset_t toff;
3342                         vm_offset_t tinc;
3343
3344                         /*
3345                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3346                          * allocating them if necessary.  We must clear
3347                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3348                          * range covered by the buffer.
3349                          *
3350                          * critical section protection is required to protect
3351                          * against interrupts unbusying and freeing pages
3352                          * between our vm_page_lookup() and our
3353                          * busycheck/wiring call.
3354                          */
3355                         vp = bp->b_vp;
3356                         obj = vp->v_object;
3357
3358                         vm_object_hold(obj);
3359                         while (bp->b_xio.xio_npages < desiredpages) {
3360                                 vm_page_t m;
3361                                 vm_pindex_t pi;
3362                                 int error;
3363
3364                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) +
3365                                      bp->b_xio.xio_npages;
3366
3367                                 /*
3368                                  * Blocking on m->busy might lead to a
3369                                  * deadlock:
3370                                  *
3371                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3372                                  */
3373                                 m = vm_page_lookup_busy_try(obj, pi, FALSE,
3374                                                             &error);
3375                                 if (error) {
3376                                         vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk");
3377                                         continue;
3378                                 }
3379                                 if (m == NULL) {
3380                                         /*
3381                                          * note: must allocate system pages
3382                                          * since blocking here could intefere
3383                                          * with paging I/O, no matter which
3384                                          * process we are.
3385                                          */
3386                                         m = bio_page_alloc(obj, pi, desiredpages - bp->b_xio.xio_npages);
3387                                         if (m) {
3388                                                 vm_page_wire(m);
3389                                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3390                                                 vm_page_wakeup(m);
3391                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3392                                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3393                                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3394                                         }
3395                                         continue;
3396                                 }
3397
3398                                 /*
3399                                  * We found a page and were able to busy it.
3400                                  */
3401                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3402                                 vm_page_wire(m);
3403                                 vm_page_wakeup(m);
3404                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3405                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3406                                 if (bp->b_act_count < m->act_count)
3407                                         bp->b_act_count = m->act_count;
3408                         }
3409                         vm_object_drop(obj);
3410
3411                         /*
3412                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3413                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3414                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3415                          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3416                          * aligned range ( newbsize ).
3417                          *
3418                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3419                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3420                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3421                          * fails with NFS if the server or some other client
3422                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3423                          * B_CACHE may remain set! XXX
3424                          */
3425
3426                         toff = bp->b_bcount;
3427                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_loffset + toff) & PAGE_MASK);
3428
3429                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3430                                 vm_pindex_t pi;
3431
3432                                 if (tinc > (size - toff))
3433                                         tinc = size - toff;
3434
3435                                 pi = ((bp->b_loffset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3436                                     PAGE_SHIFT;
3437
3438                                 vfs_buf_test_cache(
3439                                     bp, 
3440                                     bp->b_loffset,
3441                                     toff, 
3442                                     tinc, 
3443                                     bp->b_xio.xio_pages[pi]
3444                                 );
3445                                 toff += tinc;
3446                                 tinc = PAGE_SIZE;
3447                         }
3448
3449                         /*
3450                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3451                          * bp->b_data is relative to bp->b_loffset, but 
3452                          * bp->b_loffset may be offset into the first page.
3453                          */
3454
3455                         bp->b_data = (caddr_t)
3456                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3457                         pmap_qenter(
3458                             (vm_offset_t)bp->b_data,
3459                             bp->b_xio.xio_pages, 
3460                             bp->b_xio.xio_npages
3461                         );
3462                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
3463                             (vm_offset_t)(bp->b_loffset & PAGE_MASK));
3464                 }
3465         }
3466
3467         /* adjust space use on already-dirty buffer */
3468         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3469                 spin_lock(&bufcspin);
3470                 dirtybufspace += newbsize - bp->b_bufsize;
3471                 if (bp->b_flags & B_HEAVY)
3472                         dirtybufspacehw += newbsize - bp->b_bufsize;
3473                 spin_unlock(&bufcspin);
3474         }
3475         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3476                 bufspacewakeup();
3477         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3478         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3479         return 1;
3480 }
3481
3482 /*
3483  * biowait:
3484  *
3485  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status. B_EINTR
3486  *      is converted into an EINTR error but not cleared (since a chain
3487  *      of biowait() calls may occur).
3488  *
3489  *      On return bpdone() will have been called but the buffer will remain
3490  *      locked and will not have been brelse()'d.
3491  *
3492  *      NOTE!  If a timeout is specified and ETIMEDOUT occurs the I/O is
3493  *      likely still in progress on return.
3494  *
3495  *      NOTE!  This operation is on a BIO, not a BUF.
3496  *
3497  *      NOTE!  BIO_DONE is cleared by vn_strategy()
3498  *
3499  * MPSAFE
3500  */
3501 static __inline int
3502 _biowait(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3503 {
3504         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3505         u_int32_t flags;
3506         u_int32_t nflags;
3507         int error;
3508
3509         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3510         for (;;) {
3511                 flags = bio->bio_flags;
3512                 if (flags & BIO_DONE)
3513                         break;
3514                 nflags = flags | BIO_WANT;
3515                 tsleep_interlock(bio, 0);
3516                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3517                         if (wmesg)
3518                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, wmesg, to);
3519                         else if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3520                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biord", to);
3521                         else
3522                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biowr", to);
3523                         if (error) {
3524                                 kprintf("tsleep error biowait %d\n", error);
3525                                 return (error);
3526                         }
3527                 }
3528         }
3529
3530         /*
3531          * Finish up.
3532          */
3533         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3534         bio->bio_flags &= ~(BIO_DONE | BIO_SYNC);
3535         if (bp->b_flags & B_EINTR)
3536                 return (EINTR);
3537         if (bp->b_flags & B_ERROR)
3538                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3539         return (0);
3540 }
3541
3542 int
3543 biowait(struct bio *bio, const char *wmesg)
3544 {
3545         return(_biowait(bio, wmesg, 0));
3546 }
3547
3548 int
3549 biowait_timeout(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3550 {
3551         return(_biowait(bio, wmesg, to));
3552 }
3553
3554 /*
3555  * This associates a tracking count with an I/O.  vn_strategy() and
3556  * dev_dstrategy() do this automatically but there are a few cases
3557  * where a vnode or device layer is bypassed when a block translation
3558  * is cached.  In such cases bio_start_transaction() may be called on
3559  * the bypassed layers so the system gets an I/O in progress indication 
3560  * for those higher layers.
3561  */
3562 void
3563 bio_start_transaction(struct bio *bio, struct bio_track *track)
3564 {
3565         bio->bio_track = track;
3566         if (dsched_is_clear_buf_priv(bio->bio_buf))
3567                 dsched_new_buf(bio->bio_buf);
3568         bio_track_ref(track);
3569 }
3570
3571 /*
3572  * Initiate I/O on a vnode.
3573  *
3574  * SWAPCACHE OPERATION:
3575  *
3576  *      Real buffer cache buffers have a non-NULL bp->b_vp.  Unfortunately
3577  *      devfs also uses b_vp for fake buffers so we also have to check
3578  *      that B_PAGING is 0.  In this case the passed 'vp' is probably the
3579  *      underlying block device.  The swap assignments are related to the
3580  *      buffer cache buffer's b_vp, not the passed vp.
3581  *
3582  *      The passed vp == bp->b_vp only in the case where the strategy call
3583  *      is made on the vp itself for its own buffers (a regular file or
3584  *      block device vp).  The filesystem usually then re-calls vn_strategy()
3585  *      after translating the request to an underlying device.
3586  *
3587  *      Cluster buffers set B_CLUSTER and the passed vp is the vp of the
3588  *      underlying buffer cache buffers.
3589  *
3590  *      We can only deal with page-aligned buffers at the moment, because
3591  *      we can't tell what the real dirty state for pages straddling a buffer
3592  *      are.
3593  *
3594  *      In order to call swap_pager_strategy() we must provide the VM object
3595  *      and base offset for the underlying buffer cache pages so it can find
3596  *      the swap blocks.
3597  */
3598 void
3599 vn_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3600 {
3601         struct bio_track *track;
3602         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3603
3604         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3605
3606         /*
3607          * Set when an I/O is issued on the bp.  Cleared by consumers
3608          * (aka HAMMER), allowing the consumer to determine if I/O had
3609          * actually occurred.
3610          */
3611         bp->b_flags |= B_IODEBUG;
3612
3613         /*
3614          * Handle the swap cache intercept.
3615          */
3616         if (vn_cache_strategy(vp, bio))
3617                 return;
3618
3619         /*
3620          * Otherwise do the operation through the filesystem
3621          */
3622         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3623                 track = &vp->v_track_read;
3624         else
3625                 track = &vp->v_track_write;
3626         KKASSERT((bio->bio_flags & BIO_DONE) == 0);
3627         bio->bio_track = track;
3628         if (dsched_is_clear_buf_priv(bio->bio_buf))
3629                 dsched_new_buf(bio->bio_buf);
3630         bio_track_ref(track);
3631         vop_strategy(*vp->v_ops, vp, bio);
3632 }
3633
3634 static void vn_cache_strategy_callback(struct bio *bio);
3635
3636 int
3637 vn_cache_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3638 {
3639         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3640         struct bio *nbio;
3641         vm_object_t object;
3642         vm_page_t m;
3643         int i;
3644
3645         /*
3646          * Is this buffer cache buffer suitable for reading from
3647          * the swap cache?
3648          */
3649         if (vm_swapcache_read_enable == 0 ||
3650             bp->b_cmd != BUF_CMD_READ ||
3651             ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0 &&
3652              (bp->b_vp == NULL || (bp->b_flags & B_PAGING))) ||
3653             ((int)bp->b_loffset & PAGE_MASK) != 0 ||
3654             (bp->b_bcount & PAGE_MASK) != 0) {
3655                 return(0);
3656         }
3657
3658         /*
3659          * Figure out the original VM object (it will match the underlying
3660          * VM pages).  Note that swap cached data uses page indices relative
3661          * to that object, not relative to bio->bio_offset.
3662          */
3663         if (bp->b_flags & B_CLUSTER)
3664                 object = vp->v_object;
3665         else
3666                 object = bp->b_vp->v_object;
3667
3668         /*
3669          * In order to be able to use the swap cache all underlying VM
3670          * pages must be marked as such, and we can't have any bogus pages.
3671          */
3672         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
3673                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3674                 if ((m->flags & PG_SWAPPED) == 0)
3675                         break;
3676                 if (m == bogus_page)
3677                         break;
3678         }
3679
3680         /*
3681          * If we are good then issue the I/O using swap_pager_strategy().
3682          *
3683          * We can only do this if the buffer actually supports object-backed
3684          * I/O.  If it doesn't npages will be 0.
3685          */
3686         if (i && i == bp->b_xio.xio_npages) {
3687                 m = bp->b_xio.xio_pages[0];
3688                 nbio = push_bio(bio);
3689                 nbio->bio_done = vn_cache_strategy_callback;
3690                 nbio->bio_offset = ptoa(m->pindex);
3691                 KKASSERT(m->object == object);
3692                 swap_pager_strategy(object, nbio);
3693                 return(1);
3694         }
3695         return(0);
3696 }
3697
3698 /*
3699  * This is a bit of a hack but since the vn_cache_strategy() function can
3700  * override a VFS's strategy function we must make sure that the bio, which
3701  * is probably bio2, doesn't leak an unexpected offset value back to the
3702  * filesystem.  The filesystem (e.g. UFS) might otherwise assume that the
3703  * bio went through its own file strategy function and the the bio2 offset
3704  * is a cached disk offset when, in fact, it isn't.
3705  */
3706 static void
3707 vn_cache_strategy_callback(struct bio *bio)
3708 {
3709         bio->bio_offset = NOOFFSET;
3710         biodone(pop_bio(bio));
3711 }
3712
3713 /*
3714  * bpdone:
3715  *
3716  *      Finish I/O on a buffer after all BIOs have been processed.
3717  *      Called when the bio chain is exhausted or by biowait.  If called
3718  *      by biowait, elseit is typically 0.
3719  *
3720  *      bpdone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3721  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3722  *      assuming B_INVAL is clear.
3723  *
3724  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3725  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3726  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3727  *
3728  *      bpdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3729  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3730  *      in the biodone routine.
3731  */
3732 void
3733 bpdone(struct buf *bp, int elseit)
3734 {
3735         buf_cmd_t cmd;
3736
3737         KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) > 0, 
3738                 ("biodone: bp %p not busy %d", bp, BUF_REFCNTNB(bp)));
3739         KASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE, 
3740                 ("biodone: bp %p already done!", bp));
3741
3742         /*
3743          * No more BIOs are left.  All completion functions have been dealt
3744          * with, now we clean up the buffer.
3745          */
3746         cmd = bp->b_cmd;
3747         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
3748
3749         /*
3750          * Only reads and writes are processed past this point.
3751          */
3752         if (cmd != BUF_CMD_READ && cmd != BUF_CMD_WRITE) {
3753                 if (cmd == BUF_CMD_FREEBLKS)
3754                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3755                 if (elseit)
3756                         brelse(bp);
3757                 return;
3758         }
3759
3760         /*
3761          * Warning: softupdates may re-dirty the buffer, and HAMMER can do
3762          * a lot worse.  XXX - move this above the clearing of b_cmd
3763          */
3764         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
3765                 buf_complete(bp);       /* MPSAFE */
3766
3767         /*
3768          * A failed write must re-dirty the buffer unless B_INVAL
3769          * was set.  Only applicable to normal buffers (with VPs).
3770          * vinum buffers may not have a vp.
3771          */
3772         if (cmd == BUF_CMD_WRITE &&
3773             (bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL)) == B_ERROR) {
3774                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
3775                 if (bp->b_vp)
3776                         bdirty(bp);
3777         }
3778
3779         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3780                 int i;
3781                 vm_ooffset_t foff;
3782                 vm_page_t m;
3783                 vm_object_t obj;
3784                 int iosize;
3785                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3786
3787                 obj = vp->v_object;
3788
3789 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3790                 if (vp->v_auxrefs == 0)
3791                         panic("biodone: zero vnode hold count");
3792                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
3793                         panic("biodone: vnode is not setup for merged cache");
3794 #endif
3795
3796                 foff = bp->b_loffset;
3797                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("biodone: no buffer offset"));
3798                 KASSERT(obj != NULL, ("biodone: missing VM object"));
3799
3800 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3801                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_xio.xio_npages) {
3802                         kprintf("biodone: paging in progress(%d) < "
3803                                 "bp->b_xio.xio_npages(%d)\n",
3804                                 obj->paging_in_progress,
3805                                 bp->b_xio.xio_npages);
3806                 }
3807 #endif
3808
3809                 /*
3810                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3811                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3812                  * routines.
3813                  */
3814                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3815                 if (cmd == BUF_CMD_READ &&
3816                     (bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE|B_ERROR)) == 0) {
3817                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3818                 }
3819
3820                 vm_object_hold(obj);
3821                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3822                         int bogusflag = 0;
3823                         int resid;
3824
3825                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3826                         if (resid > iosize)
3827                                 resid = iosize;
3828
3829                         /*
3830                          * cleanup bogus pages, restoring the originals.  Since
3831                          * the originals should still be wired, we don't have
3832                          * to worry about interrupt/freeing races destroying
3833                          * the VM object association.
3834                          */
3835                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3836                         if (m == bogus_page) {
3837                                 bogusflag = 1;
3838                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3839                                 if (m == NULL)
3840                                         panic("biodone: page disappeared");
3841                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3842                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3843                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3844                         }
3845 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3846                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3847                                 kprintf("biodone: foff(%lu)/m->pindex(%ld) "
3848                                         "mismatch\n",
3849                                         (unsigned long)foff, (long)m->pindex);
3850                         }
3851 #endif
3852
3853                         /*
3854                          * In the write case, the valid and clean bits are
3855                          * already changed correctly (see bdwrite()), so we
3856                          * only need to do this here in the read case.
3857                          */
3858                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "bpdpgw");
3859                         if (cmd == BUF_CMD_READ && !bogusflag && resid > 0) {
3860                                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
3861                         }
3862                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3863
3864                         /*
3865                          * when debugging new filesystems or buffer I/O
3866                          * methods, this is the most common error that pops
3867                          * up.  if you see this, you have not set the page
3868                          * busy flag correctly!!!
3869                          */
3870                         if (m->busy == 0) {
3871                                 kprintf("biodone: page busy < 0, "
3872                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
3873                                     "resid: %d, index: %d\n",
3874                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
3875                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
3876                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
3877                                         kprintf(" iosize: %ld, loffset: %lld, "
3878                                                 "flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3879                                             bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3880                                             (long long)bp->b_loffset,
3881                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3882